Разработка механизма совершенствования технологических схем карьеров на основе управления безопасностью производства

Цыганов, Александр Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка механизма совершенствования технологических схем карьеров на основе управления безопасностью производства
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Разработка механизма совершенствования технологических схем карьеров на основе управления безопасностью производства"

Контрольный экземпляр

На правах рукописи

Цыганов Александр Владимирович

! i

РАЗРАБОТКА МЕХАНИЗМА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ КАРЬЕРОВ НА ОСНОВЕ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ПРОИЗВОДСТВА

Специальности: 25.00.22 - Геотехнология (подземная, открытая и строительная) 05.26.01 - Охрана труда

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Магнитогорск 2004

Работа выполнена в Магнитогорском государственном техническом университете

им. Г.И. Носова.

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

Гавришев Сергей Евгеньевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Голяк Сергей Алексеевич

доктор технических наук Кравчук Игорь Леонидович

Ведущая организация: ОАО «Учалинский ГОК»

Защита диссертации состоится 25 ноября 2004 г. в 1100 ч на заседании диссертационного совета Д 212.111.02 при Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, малый актовый зал. Тел-факс: (3519) 29-84-26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова.

Автореферат разослан « » октября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

Горлова О.Е.

2,005-4 3

^д^ОЯ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Основным направлением повышения эффективности и безопасности открытых горных работ в настоящее время является изменение способа взаимодействия горнотранспортного оборудования, его типа и количества. Необходимость совершенствования технологических схем карьеров диктуется повышением требований к качеству, объемам и ценовым показателям добычи, выходом отечественных горнодобывающих предприятий на ми-• ровые рынки сырья, оборудования и финансов.

Традиционно технологические схемы отечественных карьеров оставались неизменными в течение всего срока или отдельных этапов отработки месторождения. Такой подход делал целесообразным проектирование технологических схем карьеров без учета изменения состояния производственных ресурсов во времени.

В настоящее время эффективное функционирование и развитие карьеров во многом зависит от своевременного изменения технологических схем открытых горных работ путем перехода к новым типам оборудования, корректировки количества горнотранспортных машин и способа их взаимодействия. При проводимых преобразованиях, как правило, в 2-3 раза повышается вероятность возникновения инцидентов, внеплановых остановок, аварий и несчастных случаев, что связано с наличием диспропорций в интенсивности использования производственных ресурсов различного вида. Разработка нового подхода к рассмотрению технологических схем карьеров как совокупности производо венных ресурсов позволит создавать новые методы и методики устранения возникающих диспропорций. В условиях частых изменений технологических схем карьеров требование к обеспечению безопасности как к достижению определенного состояния производственных ресурсов становится ограничивающим фактором эффективности технологических схем. Недостатком существующего подхода к обеспечению безопасности производства является несогласованность и неизменность требований к состоянию производственных ресурсов, включающих в себя технические, трудовые, информационные и финансовые ресурсы.

Поэтому проводимые изменения технологических схем карьеров необходимо рассматривать как управляемый процесс обеспечения безопасности производства на основе оптимального распределения технических, трудовых, информационных и финансовых ресурсов во времени. Создание методов и методики преобразования производственных ресурсов при совершенствовании технологических схем карьеров позволит значительно повысить эффективность и безопасность открытых горных работ. В связи с этим разработка механизма совершенствования технологических схем карьеров на основе управления процессом обеспечения безопасности производства является актуальной научно-практической задачей.

Цель работы: разработка механизма совершенствования технологических схем карьеров на основе управления пронеееом ибеиц^ВДЩ^'езопасности горного производства. | ^°С'Ьцбли0ТЕКА

Идея работы заключается в том, что повышение эффективности и безопасности горного производства при совершенствовании технологических схем карьеров достигается оптимальным этапным распределением производственных ресурсов.

Задачи исследования:

1. Выявление причин низкой эффективности и безопасности работы технологических схем карьеров на основе анализа функционирования отечественных горнодобывающих предприятий.

2. Систематизация производственных ресурсов, задействованных в технологических схемах карьеров и в обеспечении безопасности горного производства.

3. Обоснование подхода к совершенствованию технологических схем карьеров на основе оптимального этапного распределения производственных ресурсов.

4. Разработка оптимизационной математической модели этапного распределения производственных ресурсов при совершенствовании технологических схем карьеров.

5. Систематизация методов управления производственными ресурсами, задействованными в технологических схемах карьеров.

6. Оценка экономической эффективности механизма совершенствования технологических схем карьеров.

Научные положения, представленные к защите:

1. Совершенствование технологических схем карьеров необходимо рассматривать как управляемый процесс обеспечения безопасности производства на основе оптимального этапного распределения производственных ресурсов. Для этого выделяются технические, трудовые, информационные и финансовые ресурсы, одновременно задействованные в технологических схемах карьеров и в процессе обеспечения безопасности горного производства.

2. Критерием эффективности и безопасности технологических схем карьеров является максимум сокращения количества инцидентов, аварий и несчастных случаев на всех этапах процесса обеспечения безопасности производства при имеющихся объемах производственных ресурсов.

3. Совершенствование технологических схем карьеров достигается применением разработанного механизма, состоящего из:

- метода оценки состояния производственных ресурсов;

- математической модели оптимизации распределения ресурсов во времени;

- методов управления производственными ресурсами;

- алгоритма совершенствования технологических схем карьеров;

- методики последовательной реализации вариантов изменения технологических схем карьеров.

Объект исследования: технологические схемы карьеров.

Научную новизну работы составляют:

I. Подход к совершенствованию технологических схем карьеров, основанный на рассмотрении обеспечения безопасности горного производства как процесса управления производственными ресурсами.

2. Комплекс показателей оценки состояния производственных ресурсов: для технических - степень износа оборудования, для трудовых - степень компетенции персонала, для информационных - степень информационной обеспеченности, для финансовых - степень финансовой обеспеченности.

3. Критерий эффективности и безопасности технологических схем карьеров при имеющихся объемах ресурсов.

4. Оптимизационная математическая модель этапного распределения производственных ресурсов при совершенствовании технологических схем карьеров, основанная на системе зависимостей интенсивности расхода производственных ресурсов по видам.

5. Классификация методов ресурсного регулирования по продолжительности расчетного периода их реализации.

Практическая значимость работы:

1. Предложен алгоритм совершенствования технологических схем карьеров на основе оптимального распределения производственных ресурсов.

2. Обоснованы типовые технологические схемы карьеров для основных вариантов сочетания производственных ресурсов.

3. Разработана методика совершенствования технологических схем карьеров на основе управления процессом обеспечения безопасности производства.

Достоверность положений, выводов и рекомендаций подтверждается представительностью и надежностью исходных данных; сопоставимостью результатов, полученных различными методами исследований; положительными результатами применения методических положений диссертации в деятельности ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» и апробацией этих положений при реализации программ развития горнодобывающих предприятий.

Методы исследований: методы обработки результатов исследований с использованием элементов математической статистики, метода экспертных оценок и теории нечетких множеств, экономико-математическое моделирование, методы технико-экономического анализа.

Реализация работы. Результаты исследований использованы при разработке программ развития систем обеспечения промышленной безопасности горно-обогатительных производств ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» и ОАО «Комбинат «Магнезит», при анализе эффективности функционирования системы управления промышленной безопасностью ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

Апробация диссертации. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры открытой разработки месторождений полезных ископаемых Магнитогорского государственного технического университета, на научно-технических семинарах факультета горных технологий и транспорта Магнитогорского государственного технического университета, на научных семинарах НТЦ-НИИОГР (г. Челябинск), на технических советах горно-обогатительного производства ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», на межрегиональном научном фестивале «Молодежь и

наука - третье тысячелетие» (г. Красноярск, 2002), на второй международной научно-практической конференции «Геотехнология-2004: Современное состояние и перспективы развития горнодобывающих отраслей промышленности» (г. Рудный, 2004).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 печатных работах.

Работа выполнена при финансовой поддержке в форме фанта Министерства образования РФ и Правительства Челябинской области (№ 54-04 А, 2004 г.).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 130 страницах машинописного текста, содержит 54 рисунка, 33 таблицы, список литературы из 100 наименований и 1 приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение посвящено актуальности выбранной темы, общей характеристике работы.

В первой главе выявлены причины низкой эффективности и безопасности работы отечественных карьеров; проведен анализ состояния методической базы совершенствования технологических схем карьеров и обеспечения безопасности открытых горных работ.

На горнорудных и угледобывающих предприятиях России за период с 1996 по 2002 годы наблюдается стабилизация объемов добычи, рост производительности труда, однако число погибших составило свыше 1500 человек (рис. I). Ежегодно в данных отраслях промышленности происходит 40-50 аварий.

Г-] г-. П М п 1«0 Г-| 10С Г-|

1 и Я к Й 1117,1 ] 1 Ч? § jj 81

17 22 К IS к

1М INT 19М 1 СИЗ Объем добычи горной массм млн кубы ■ Количество аварий

2000 2001 3003 —Смертельно травмировано чел

1МГ

CD Добыча угля итт HV-Колтастао аварий

2001 2001 Смвртелы ю трааьвуовано «ел

Рис. 1. Показатели травматизма, аварийности и объемов добычи на горнорудных и угольных предприятиях России

Низкая эффективность и безопасность отечественных карьеров является следствием неэффективного управления производственными ресурсами, задействованными в технологических схемах карьеров, представляющих собой взаиморасположение горных и транспортных машин, а также транспортных коммуникаций и дополнительных устройств при различных способах добычи полезных ископаемых. В настоящее время на отечественных карьерах износ горнотранспортного оборудования составляет 60-90%, необеспеченность материалами увеличивает сроки ремонтов оборудования до 3-5 месяцев, текучесть

персонала достигает 25-40%, отсутствуют полнота, наглядность информации об опасностях и регламенты работы во внештатных ситуациях. Данные причины повышают вероятность возникновения инцидентов, аварий и несчастных случаев, особенно при изменениях существующих технологических схем карьеров.

Основной причиной неэффективного управления производственными ресурсами является отсутствие согласованности в работе подразделений и служб, осуществляющих контроль технологических процессов и безопасности производства. Существующие системы управления производством, проводя изменения в технологических схемах карьеров, используют подход к обеспечению безопасности как к достижению определенного состояния. Данное состояние характеризуется рядом показателей, которые, вследствие происходящих изменений, недостаточно объективны.

В результате на большинстве карьеров наблюдается ситуация, когда работа по обеспечению безопасности не зависит от происходящих изменений в технологических схемах карьеров, либо при их совершенствовании не оценивается безопасность работ. Следствием рассогласованности в управлении производством и безопасностью являются регулярно возникающие на карьерах всплески количества инцидентов, внеплановых остановок, аварий и несчастных случаев (рис. 2).

Современная открытая геотехнология базируется на положениях, заложенных в трудах академиков Н.В. Мельникова, В.В. Ржевского, К.Н. Трубецкого, профессоров А.И. Арсентьева, П.Э. Зуркова, Е.Ф. Шешко. Вопросам формирования рациональных технологических схем карьеров, управления параметрами технологических процессов, повышения эффективности горного производства, решению проблем, возникающих по мере развития теории открытых горных работ, посвящены труды Ю.И. Анистратова, Ж.В. Бунина, С.Е. Гавришева, С.Ж. Галиева, В.А. Галкина, С.А. Голяка, В.В. Истомина, В.Н. Калмыкова, C.B. Корнилкова, Ю.И. Леля, М.Г. Новожилова, A.A. Пешкова, В.А. Пикалова, М.В. Рыльниковой, B.C. Хохрякова, B.JI. Яковлева и др.

Решению различных аспектов научной проблемы обеспечения безопасности производства на горнодобывающих предприятиях посвящены труды И.А. Бабокина, М.М. Бринчука, В.Ф. Бухтоярова, С.Е. Денисова, Н.О. Калединой, Ф.С. Клебанова, И.Л. Кравчука, A.B. Лебедева, Н.Г. Матвиенко, A.M. Мо-рева, А.Ф. Павлова, В.Ю. Сковородкина, А.И. Субботина, К.З. Ушакова, В.Д. Чигрина, Л.А. Шевченко, Ю.Б. Шлимовича и др.

. g янв фее мар апр май тоники aar сен окг ном дек ^

i1 ё 8 и

° s ? °

5 н

2 -о

О и ьс «

8 «

f\h

«а о

ф .

О к

5 "

1999 1990 1091 »992 109Э 1994 1995 1 996 1997 1 991 19*9 2000

Коэффициент частоты несчастных случаев д— Количество внеплановых остановок (2000 г )

Рис. 2. Динамика травматизма и внеплановых остановок на Руднике ОАО «ММК»

Вместе с тем сформированные к настоящему времени подходы к совершенствованию технологических схем карьеров, путем изменения способа взаимодействия горнотранспортного оборудования, его типа и количества, основаны на технико-экономической оценке, и недостаточно учитывают постоянно происходящие изменения в производственных ресурсах. В условиях динамических изменений в технологических процессах необходимо развитие принципов управления безопасностью с разработкой методической базы обеспечения безопасности как управляемого процесса. Решение этих задач позволит повысить безопасность горных работ при совершенствовании технологических схем карьеров.

Во второй главе систематизированы и исследованы производственные ресурсы технологических схем карьеров; разработан подход к совершенствованию технологических схем карьеров, основанный на процессе обеспечения безопасности горного производства; разработан комплекс показателей оценки состояния производственных ресурсов.

Основными производственными ресурсами, задействованными как в технологических схемах, так и в обеспечении безопасности производства, являются: технические ресурсы - горнотранспортное и другое технологическое оборудование; трудовые ресурсы - персонал предприятия, обладающий определенным опытом, квалификацией и структурой производственных отношений; информационные ресурсы - информация о состоянии производственных ресурсов и способах их взаимодействия, циркулирующая в форме инструкций, регламентов, наряд-заданий, инструктажей, планов горных работ, программ развития карьеров; финансовые ресурсы - денежные средства, расходуемые на изменение технических, трудовых и информационных ресурсов.

В условиях частых изменений технологических схем карьеров требование к обеспечению безопасности как к достижению определенного состояния производственных ресурсов становится ограничивающим фактором эффективности технологических схем. Недостатком существующего подхода к обеспечению безопасности производства является несогласованность и неизменность требований к состоянию производственных ресурсов, что приводит к повышению вероятности возникновения инцидентов, аварий и несчастных случаев, а также к увеличению простоев горнотранспортного оборудования при изменении технологических схем карьеров (табл. I).

Для эффективного управления безопасностью горных работ технологические схемы карьеров предлагается рассматривать как совокупность производственных ресурсов, имеющую структуру, функции и характеризуемую взаимосвязанными изменениями параметров. Проводимые изменения технологических схем карьеров необходимо рассматривать как управляемый процесс обеспечения безопасности производства на основе оптимального распределения технических, трудовых, информационных и финансовых ресурсов во времени.

-»

Таблица 1

Взаимосвязь производственных ресурсов в технологических схемах карьера

Варианты совершенствования технологической схемы карьера Изменение структуры технологической схемы карьера Изменения в производственных ресурсах Увеличение количества инцидентов, случаев/млн т горной массы Увеличение простоев горнотранспортного оборудования, %

Технические Трудовые Информационные Финансовые

Изменение количества горнотранспортного оборудования Гор 380 аЗЛ, I—(^о--1 мЕ), " 1 к,-"' Гор. 380 V -^0- • Изменение количества горнотранс портного обор>дования • Изменение количества задействованного персонала • Разработка регламентов работ • составление организационных схем ведения горных работ • Изменение эксплуатационных расходов 25 2-7

Изменение способа взаимодействия горнотранспортного оборудования (емннэ 1 • Изменение количества горнотранспортного обор>дования • изменение инте нсив ности использования оборудования • Изменение количества задействованного персонала • Разработка регламентов работ. • составление организационных схем ведения горных работ • Вложение денежных средств на приобретение основных фондов 60 10-25

Изменение типа горнотранс- поргного оборудования ( л)- }® -0© • Изменение марки, типа и вида горног транспортного оборудования • Вовлечение в производство работников новых профессий, • изменение количества задействованного персонала • Разработка инструкций, регламентов работ, наряд-заданий. • составление оргаш1заиион-ных схем ведения горных работ • Вложение денежных средств на приобретение основных фондов 120 30-70

Примечание — линия технологической связи, — автомобильная дорога. = железнодорожный путь.

СБ - буровой станок. АУ„ АУ0 - аккумулирующее устройство в виде запаса взорванной горной массы или временного отвала. ЭКГ, ЭР - экскаватор карьерный гусеничный или роторный, А - автосамосвал. ЛК - ленточный конвейер. СДА - самоходный дробильный агрегат, О - отвалообразователь, ЛС - локомотивосостав, Б - бульдозер

В работе под процессом обеспечения безопасности производства понимается оценка состояния производственных ресурсов, изменение требований к ним и оптимальное распределение ресурсов во времени.

В качестве основных показателей оценки состояния производственных ресурсов определены: для технических - степень износа оборудования, для трудовых - степень компетенции персонала, для информационных - степень информационной обеспеченности, для финансовых - степень финансовой обеспеченности. Оценка сочетания ресурсов осуществляется на основе данных о состоянии ресурсов и производится с использованием методов принятия решений в условиях неопределенности, основанных на теории нечетких множеств. В работе использован метод максиминной свертки. Согласно этому методу строятся функции принадлежности каждого показателя. Функция принадлежности задает степень предпочтения для каждого значения показателя (степень предпочтения - вещественное число в интервале от 0 до I). Построение таких функций проводят эксперты. Затем производится «свертка» значений степеней предпочтения показателей для выявления сочетания производственных ресурсов. В процессе «свертки» определяется наименьшее из всех показателей значение степени предпочтения. Наилучшим считается сочетание ресурсов, обладающее наибольшим значением степени предпочтения из множества, полученного в результате «свертки».

В третьей главе разработана оптимизационная математическая модель этапного распределения производственных ресурсов при совершенствовании технологических схем карьеров; систематизированы методы управления производственными ресурсами; разработан алгоритм совершенствования технологических схем.

Для решения задачи оптимального этапного распределения производственных ресурсов при совершенствовании технологических схем карьеров разработана математическая модель. Модель состоит из целевой функции, ограничения на финансовые ресурсы и уравнений процесса, описывающих ограничения на взаимосвязи производственных ресурсов.

Целевая функция задачи совершенствования технологических схем карьеров максимизирует сокращение количества инцидентов, аварий и несчастных случаев на всех этапах процесса обеспечения безопасности производства, при имеющихся объемах производственных ресурсов: Т N

(=1 (=1

где Т- количество расчетных этапов;

I - номер этапа;

N - количество технологических процессов в схеме;

/ - номер технологического процесса в схеме;

51,,,./ - количество инцидентов, аварий и несчастных случаев в ¡-м технологическом процессе в (И)-й этап;

11 1 •' V"

Я„I - количество инцидентов, аварий и несчастных случаев в ¡-м *

технологическом процессе в 1-й этап. ш

Ограничение на финансовые ресурсы — суммарная величина денежных средств, расходуемых на снижение износа технических ресурсов, изменение ^ степени компетенции трудовых ресурсов и изменение степени обеспеченности информационными ресурсами во всех технологических процессах, не должна *г превышать имеющегося на предприятии объема средств, расходуемых для данных целей: <

iе ос * щ,+/?;; *т„ +я;; * жы )</?, (2)

где 7?,*'",7?("',7?("' - стоимость изменения соответственно технических, трудовых и информационных ресурсов в ¡-м технологическом процессе в 1-й этап;

А/7? 77? ,77? - количество измененяемых соответственно технических,

трудовых и информационных ресурсов в ¡-м технологическом процессе в 1-й этап;

7? - имеющиеся на карьере денежные средства, расходуемые на изменение технических, трудовых и информационных ресурсов.

Уравнения процесса.

Суммарная величина стоимости изменения какого-либо производственного ресурса является функцией от степени износа технических ресурсов, функцией от степени компетенции трудовых ресурсов и функцией от степени информационной обеспеченности информационными ресурсами:

I Е к, = /И/:;.,)+/(^/г,)+/(де,), (3)

где 7?„, - стоимость изменения производственного ресурса в ¡-м технологическом процессе в 1-й этап;

,,77?""'I ~ соответственно степень износа технических ресурсов, степень компетенции трудовых ресурсов и степень информационной обеспеченности информационными ресурсами в ¡-м технологическом процессе в (I-1 )-й этап.

Целевая функция (1) при ограничениях (2) и (3) представляет задачу максимизации сокращения количества инцидентов, аварий и несчастных случаев при совершенствовании технологических схемах карьеров и решается для заданной величины технических, трудовых, информационных и финансовых ресурсов. Решение модели представляет собой оптимальное распределение производственных ресурсов по этапам совершенствования технологических схем карьеров. Когда величина сокращения количества инцидентов, аварий и несчастных случаев становится равной нулю, необходимо осуществлять переход на использование другого метода совершенствования технологических схем карь-

еров. Для этого изменяются граничные условия задачи - задается новое количество производственных ресурсов. Формирование оптимального сочетания производственных ресурсов в технологических схемах карьеров осуществляется на основе системы методов ресурсного регулирования, имеющих различные сроки реализации:

I - «регулирование параметров элементов схемы» - включает оптимизацию или регулирование параметров элементов схемы; реализация этого метода осуществляется без изменения структуры схемы;

II - «изменение количества элементов схемы» - предполагает применение совокупности решений для изменения отдельных элементов схемы;

III - «изменение структуры схемы» - производится путем замены отдельных элементов схемы, препятствующих ее эффективному функционированию, а также связей между элементами, что означает функционально-структурное развитие схемы;

IV - «разработка новой схемы» - основан на программно-целевом планировании и управлении; производится частичным или полным изменением существующей схемы в результате стратегических решений.

Использование методов предполагает последовательный переход от оптимизационных решений, если их реализация не обеспечивает достижения оптимального сочетания производственных ресурсов, к изменению количества элементов схемы, далее к решениям по изменению структуры схемы и, наконец, к разработке новых схем. Каждый метод имеет определенную область применения и позволяет повысить безопасность в течение расчетного периода реализации (табл. 2).

Таблица 2

Область применения и эффективность методов ресурсного регулирования

Метод Объект преобразования Расчетный период реализации Результат преобразования

Регулирование параметров элемен гов схемы Алгоритмы работы элементов Оперативный (менее 1 года) Повышение эффективности и безопасности элемента

Изменение количества элементов схемы Элементы схемы Краткосрочный или среднесрочный (от 1 до 5 лет) Повышение эффективности и безопасности схемы

Изменение структуры схемы Структура и функции схемы Среднесрочный или долгосрочный (5-10 лет) Повышение эффективности и надежности схемы

Разработка новой схемы Цслеполага-ние схемы Долгосрочный (10-20 лет) Повышение жизнеспособности, эффективности и надежности схемы

Для практической реализации разработанной оптимизационной математической модели и методов ресурсного регулирования предложен алгоритм совершенствования технологических схем карьеров на основе управления процессом обеспечения безопасности производства (рис. 3).

Рис. 3. Алгоритм совершенствования технологических схем карьеров на оснл управления процессом обеспечения безопасности производства

В четвертой главе произведена оценка экономической эффективности механизма совершенствования технологических схем карьеров и приведен пример реализации методики совершенствования технологических схем карьера «Малый Куйбас» и Участка переработки металлургических шлаков горнообогатительного производства ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»; представлен пример использования основных элементов механизма совершенствования технологических схем карьеров в программе развития системы обеспечения промышленной безопасности ГОП ОАО «ММК».

Разработанные рекомендации были апробированы на карьере «Малый Куйбас» и Участке переработки металлургических шлаков ГОП ОАО «ММК».

Планом горных работ на карьере «Малый Куйбас» предполагается постепенное наращивание мощности добычи по руде до 2,5 млн т/год, а по вскрыше до 8 млн м3/год. На первом этапе планируется интенсификация работ на южном участке карьера с изменением технологической схемы карьера за счет увеличения в 2-2,5 раза количества горнотранспортного оборудования. Достижение заданной интенсивности работ ограничивается недостатком количества горнотранспортного оборудования и высокой частотой проведения взрывных работ. Обосновано, что сокращение количества автомобилей, задействованных на вывозе горной массы из карьера, возможно за счет транспортирования вскрышных пород во внутренний отвал на борту карьера, а сокращение количества взрывов на южном участке карьера - за счет организации каскадного взрывания.

Проектом развития второго дробильно-сортировочного комплекса Участка переработки металлургических шлаков ГОП ОАО «ММК» предполагается переход от использования экскаваторно-автомобильного к экскаваторно-железнодорожному комплексу оборудования.

Проведена оценка производственных ресурсов, вовлекаемых в технологические схемы карьера «Малый Куйбас» и Участка переработки металлургических шлаков. На основе данных о состоянии ресурсов были сформулированы ограничения (2), (3) и решена модель (1)-(3). Результатом решения является оптимальное сочетание производственных ресурсов (рис. 4).

а б

тн|1с>с111|ии| икформирчмниоаи) фпн*1кнр»я*нна) ' '

□ Бурение ■ Экскавация О Транспортирование и б^*.. экскавация □ Транспонирование

Рис. 4 Оценка состояния (а) и сочетания (б) производственных ресурсов карьера

«Малый Куйбас»

Для обеспечения эффективной и безопасной работы сконцентрированного на южном участке карьера «Малый Куйбас» горнотранспортного оборудования реализован комплекс мероприятий по достижению оптимального сочетания

тт Р

производственных ресурсов. Для возможности транспортирования вскрышных пород во внутренний отвал на борту карьера определено количество автосамЬ-свалов, осуществлен подбор персонала и проведена оценка запаса устойчив8-сти борта карьера. Для проведения каскадного взрывания определены средств! инициирования зарядов, требования к подготовке персонала и информационное обеспечение горных работ. Для эффективной и безопасной работы экскава-торно-железнодорожного комплекса оборудования на Участке переработки металлургических шлаков определены рациональные технические параметры оборудования, критерии многоуровневого отбора и обучения персонала и разработано информационно-методическое обеспечение производства. Сформированные и систематизированные решения по управлению производственными ресурсами вошли в программу развития системы обеспечения промышленной безопасности ГОП на 2002-2005 гг., реализация которой в полном объеме обеспечивает снижение риска травмирования персонала до уровня 10"5. Мероприятия по изменению ресурсов, задействованных в технологических схемах Рудника на основе методов ресурсного регулирования, представлены в табл. 3.

Таблица 3

Мероприятия по достижению оптимального сочетания производственных ресурсов на Руднике ГОП ОАО «ММК»

Организационное решение Ранения по формированию оптимального сочетания производственных ресурсов

Технические Трудовые Информационные

Формирование внутреннего отвала на борту карьера Оптимизация количества транспортного оборудования Подбор персонала, осуществляющего эксплуатацию транспортного оборудования Получение ин()юрмации о параметрах и состоянии борта

Проведение каскадного взрывания Регулирование качества используемых материалов Переподготовка персонала ряда профессий Разработка нового информационного обеспечения горных работ

11ри меисмие железнодорожного транспорта оценка технических характеристик и количества нового транспортного оборудования Многоуровневый отбор и подготовка работников новых профессий Разработка нового информационного обеспечения производства

Значения экономического эффекта от применения различных методов ресурсного регулирования при совершенствовании технологических схем приведены в табл. 4.

В результате изменения маршрута транспортирования горной массы из карьера «Малый Куйбас» и повышения производительности автосамосвалов на 26% возможно снижение в 1,35 раза потребности в автомобильном транспорте и сокращение годовых эксплуатационных затрат на транспортирование на 31,2 млн руб. Результатом изменения способа взаимодействия горнотранспортных машин на южном участке карьера является изменение расстановки оборудования и способа взрывания, за счет чего возможно снижение в 4 раза количества взрывов горной массы и повышение производительности экскаваторов на 12%, что обеспечивает прирост годовых доходов в размере 66,51 млн руб. Результатом изменения типа горнотранспортного оборудования на Участке переработки металлургических шлаков является повышение производительности комплекса на 35% и прирост годовых доходов в размере 9,76 млн руб.

Таблица 4

Результаты технико-экономического сравнения вариантов совершенствования технологических схем на Руднике ГОП ОАО «ММК»

Формирование внутреннего отвала на борту карьера

Технологическая схсма Количество задействованных автосамосвалов, ед Среднегодовой грузооборот по парку, млн ткм/год Среднегодовые эксплуатацион н ые затраты на транспортирование, млн рубУгод Получаемый эффекг, млн руб /год Вариант совершенствования технолошческой схемы

Существующая 8-19 44,686 126,88 - Изменение количества горнотранспортного оборудования

Предлагаемая 5-16 27, П5 95,68 11,20

Проведение каскадного взрывания

1 схнологическая схсма Количество взрывов, гол Производительность экскаватора, м'/год Увеличение эксплуатационных затрат, млн руб /год Получаемый эффекг, млн рубУгод Вариант совершенствования технологической схемы

Существующая 100 824500 - - Изменение способа взаимодействия горнотранспортного оборудования

Предлагаемая 24 924517 \50 66,51

Применение железнодорожного транспорта

1 схнологическая схема Простои комплекса, смен/тд Производительность комплекса, тыс т/год Капитальные затраты, млн руб Получаемый эффекг, млн руб /год Вариант совершенствования технологической схемы

Существующая П5 720 - - Изменение типа горно-транспоргного оборудования

11редлагаемая - 1080 10,66 9,76

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, являющейся законченной квалификационной работой, дано новое решение актуальной научно-практической задачи совершенствования технологических схем карьеров на основе управления процессом обеспечения безопасности производства путем оптимального этапного распределения производственных ресурсов, имеющее существенное значение для повышения эффективности и безопасности открытых горных работ. Результаты выполненных исследований позволяют сделать следующие научные и практические выводы:

1. Установлено, что в настоящее время на отечественных карьерах износ горнотранспортного оборудования составляет 60-90%, необеспеченность материалами увеличивает сроки ремонтов оборудования до 3-5 месяцев, текучесть персонала достигает 25-40%, отсутствуют полнота, наглядность информации об опасностях и регламенты работы во внештатных ситуациях, что приводит к повышению вероятности возникновения инцидентов, аварий и несчастных случаев, особенно при изменениях существующих технологических схем карьеров.

№

горнотранспортного оборудования, его типа и количества без устранения возникающих диспропорций в интенсивности использования производственных ресурсов не позволяет достигать планируемого повышения эффективности и безопасности горных работ.

3. Доказано, что в условиях частых изменений технологических схем карьеров требование к обеспечению безопасности как к достижению определенного состояния производственных ресурсов становится ограничивающим фактором эффективности технологических схем по причине несогласованности и неизменности требований к состоянию производственных ресурсов. Для снятия этого ограничения обоснована целесообразность рассмотрения совершенствования технологических схем карьеров как управляемого процесса обеспечения безопасности производства на основе оптимального распределения технических, трудовых, информационных и финансовых ресурсов во времени.

4. Систематизированы производственные ресурсы, задействованные в технологических схемах карьеров и в обеспечении безопасности горного производства:

- технические ресурсы - горнотранспортное и другое технологическое оборудование;

- трудовые ресурсы - персонал предприятия, обладающий определенным опытом, квалификацией и структурой производственных отношений;

- информационные ресурсы - информация о состоянии производственных ресурсов и способах их взаимодействия, циркулирующая в форме инструкций, регламентов, наряд-заданий, инструктажей, планов горных работ, программ развития карьеров;

- финансовые ресурсы - денежные средства, расходуемые на изменение технических, трудовых и информационных ресурсов.

5. Разработаны показатели оценки состояния производственных ресурсов: для технических - степень износа оборудования, для трудовых - степень компетенции персонала, для информационных - степень информационной обеспеченности, для финансовых - степень финансовой обеспеченности. Предложен способ оценки эффективности распределения производственных ресурсов для различных вариантов совершенствования технологических схем карьеров с использованием методов принятия решений в условиях неопределенности, основанных на теории нечетких множеств.

6. Разработана оптимизационная математическая модель этапного распределения производственных ресурсов при совершенствовании технологических схем карьеров. Критерием эффективности и безопасности технологических схем карьеров является максимум сокращения количества инцидентов, аварий и несчастных случаев на всех этапах процесса обеспечения безопасности производства при имеющихся объемах производственных ресурсов.

7. Разработаны методы ресурсного регулирования с различными сроками реализации, используемые для формирования оптимального сочетания производственных ресурсов в технологических схемах карьера:

• регулирование параметров элементов схемы. Сущность метода - оптимизация или регулирование параметров элементов схемы, продолжительность - менее 1 года;

• изменение количества элементов схемы. Сущность метода - изменение отдельных элементов схемы и связей между ними, продолжительность - от I до 5 лет;

• изменение структуры схемы. Сущность метода - замена отдельных элементов схемы, продолжительность - от 5 до 10 лет;

• разработка новой схемы. Сущность метода - полное изменение схемы, продолжительность - от 10 до 20 лет

8. Предложена методика и разработан алгоритм совершенствования технологических схем карьеров на основе управления процессом обеспечения безопасности горного производства. Методика включает в себя следующие основные этапы:

- оценка состояния и эффективности использования производственных ресурсов, задействованных в технологической схеме карьера;

- расчет оптимального сочетания ресурсов и выбор вариантов совершенствования технологической схемы карьера;

- реализация вариантов совершенствования технологической схемы карьера, оценка их эффективности и корректировка производственных ресурсов в зависимости от изменений горно-геологических условий, требований к качеству, объемам и ценовым показателям добычи.

9. Основные элементы механизма совершенствования технологических схем карьеров были реализованы на Руднике ГОП ОАО «ММК». В результате изменения маршрута транспортирования горной массы из карьера «Малый Куйбас» и повышения производительности автосамосвалов на 26% возможно снижение в 1,35 раза потребности в автомобильном транспорте и сокращение годовых эксплуатационных затрат на транспортирование на 31,2 млн руб. Результатом изменения способа взаимодействия горнотранспортных машин на южном участке карьера является изменение расстановки оборудования и способа взрывания, за счет чего возможно снижение в 4 раза количества взрывов горной массы и повышение производительности экскаваторов на 12%, что обеспечивает прирост годовых доходов в размере 66,51 млн руб. Результатом изменения типа горнотранспортного оборудования на Участке переработки металлургических шлаков является повышение производительности комплекса на 35% и прирост годовых доходов в размере 9,76 млн руб.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Распределение страховых выплат между производственными подразделениями предприятия / С.Е. Гавришев, А.Н. Рахмангулов, H.A. Осинцев, A.B. Цыганов // Научные сообщения НТЦ-НИИОГР. Вып. 2. - Челябинск, 2000. - С. 115-118.

2. Осинцев НА., Цыганов A.B. Разработка программы повышения эффективности функционирования системы управления промышленной безопасностью горнообогатительного производства ОАО «ММК» // Молодежь и наука - третье тысячелетие:

Материалы Межрегион, науч. фестиваля / КРО НС «Интеграция». - Красноярск, 2002. 272-273.

3. Повышение эффективности использования карьерного транспорта за счет управления компетенцией персонала / A.B. Цыганов, Н.А Осинцев, М.В. Злунов, И.В. Каблуков // Материалы 62 НТК по итогам НИР за 2002-2003 гг. - Магнитогорск МГТУ, 2003. - С. 176-178.

4 Цыганов А В. Факторы, определяющие эффективность функционирования системы управления промышленной безопасностью iорнодобывшощего предприятия / МГТУ. -Магнитогорск. 2003. - 14 с. - Деп. в ВИНИТИ 06.11.03, № 1925 - В2003.

5. Цыганов A.B., Осинцев H.A. Оценка и выбор управленческих решений по повышению безопасности и эффективности производства с использованием теории нечетких множеств // Процессы и оборудование металлургического производства: Межрегион, сб. науч. тр. Вып. 5 - Магнитогорск: МГТУ, 2003. - С. 236-240.

6 Осинцев H.A.. Цыганов A.B. Повышение безопасности горного предприятия за счет улучшения качества отбора персонала // Освоение месторождений полезных ископаемых: Межвуз. сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С. 214-218.

7. Цыганов A.B. Экономико-математическая модель управления ресурсами в технологических процессах открытых горных работ // Математика. Приложение математики в экономических, технических и педагогических исследованиях: Сб. науч тр. Вып. 2 -Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С. 84-87.

8. 11ыганов A.B. Подход к обеспечению безопасности горных работ как к процессу управления производственными ресурсами // Современное состояние и перспективы развития горнодобывающих отраслей промышленности: Материалы 2 Межд науч.-практич. конф. - Рудный, 2004 . - С. 404-406.

№20471

РНБ Русский фонд

2005-4 19708

Подписано в печать 21.10.04. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ 725.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок МГТУ

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Цыганов, Александр Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ причин низкой эффективности и безопасности работы отечественных карьеров в современных экономических условиях.

1.2. Анализ состояния методической базы совершенствования технологических схем карьеров и обеспечения безопасности открытых горных работ.

1.3. Цель, задачи и методы исследования.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ФОРМИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

СХЕМ КАРЬЕРОВ.

2.1. Способы формирования и совершенствования технологических схем карьеров

2.2. Исследование функционирования технологических схем карьеров как совокупности производственных ресурсов.

2.3. Обоснование подхода к совершенствованию технологических схем карьеров на основе управления процессом обеспечения безопасности производства.

2.4. Обоснование показателей оценки состояния производственных ресурсов технологических схем карьеров.'.

ВЫВОДЫ.

3. РАЗРАБОТКА МЕХАНИЗМА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ КАРЬЕРОВ НА ОСНОВЕ УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА.

3.1. Способ оценки эффективности распределения производственных ресурсов при совершенствовании технологических схем карьеров.

3.2. Разработка оптимизационной математической модели этапного распределения производственных ресурсов.

3.3. Систематизация методов управления производственными ресурсами.

3.4. Методика совершенствования технологических схем карьеров на основе управления безопасностью производства.

ВЫВОДЫ.

4. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕХАНИЗМА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ КАРЬЕРОВ.

4.1. Методика оценки экономической эффективности механизма совершенствования технологических схем карьеров.

4.2. Реализация методики совершенствования технологических схем карьеров горнообогатительного производства ОАО «ММК».

4.3. Реализация методов управления производст венными ресурсами в Программе развития системы обеспечения промышленной безопасности горно-обогатительного производства ОАО «ММК».

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка механизма совершенствования технологических схем карьеров на основе управления безопасностью производства"

Основным направлением повышения эффективности и безопасности открытых горных работ в настоящее время является изменение способа взаимодействия горнотранспортного оборудования, его типа и количества. Необходимость совершенствования технологических схем карьеров диктуется повышением требований к качеству, объемам и ценовым показателям добычи, выходом отечественных горнодобывающих предприятий на мировые рынки сырья, оборудования и финансов.

В настоящее время эффективное функционирование и развитие карьеров во многом зависит от своевременного изменения технологических схем открытых горных работ путем перехода к новым типам оборудования, корректировки количества горнотранспортных машин и способа их взаимодействия. При проводимых преобразованиях, как правило, в 2-3 раза повышается вероятность возникновения инцидентов, внеплановых остановок, аварий и несчастных случаев, что связано с наличием диспропорций в интенсивности использования производственных ресурсов различного вида. Разработка нового подхода к рассмотрению технологических схем карьеров как совокупности производственных ресурсов позволит создавать новые методы и методики усфанения возникающих диспропорций. В условиях частых изменений технологических схем карьеров требование к обеспечению безопасности как к достижению определенного состояния производственных ресурсов становится ограничивающим фактором эффективности технологических схем. Недостатком существующего подхода к обеспечению безопасности производства является несогласованность и неизменность требований к состоянию производственных ресурсов, включающих в себя технические, трудовые, информационные и финансовые ресурсы.

Цель работы: разработка механизма совершенствования технологических схем карьеров на основе управления процессом обеспечения безопасности горного производства.

Задачи исследования:

6. Оценка экономической эффективности механизма совершенствования технологических схем карьеров.

Научные положения, представленные к защите:

- метода оценки состояния производственных ресурсов;

- математической модели оптимизации распределения ресурсов во времени;

- методов управления производственными ресурсами;

- алгоритма совершенствования технологических схем карьеров;

- методики последовательной реализации вариантов изменения технологических схем карьеров.

Объект исследования: технологические схемы карьеров.

Научную новизну работы составляют:

1. Подход к совершенствованию технологических схем карьеров, основанный на рассмотрении обеспечения безопасности горного производства как процесса управления производствен н ы м и ресурсам и.

2. Комплекс показателей оценки состояния производственных ресурсов: для технических - степень износа оборудования, для трудовых - степень компетенции персонала, для информационных - степень информационной обеспеченности, для финансовых -степень финансовой обеспеченности.

3. Критерий эффективности и безопасности технологических схем карьеров при имеющихся объемах ресурсов.

5. Классификация методов ресурсного регулирования по продолжительности расчетного периода их реализации.

Практическая значимость работы:

Апробация диссертации. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры открытой разработки месторождений полезных ископаемых Магнитогорского государственного технического университета, на научно-технических семинарах факультета горных технологий и транспорта Магнитогорского государственного технического университета, на научных семинарах Н'ГЦ-НИИОГР (г. Челябинск), па технических советах горно-обогатительного производства ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», на межрегиональном научном фестивале «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (г. Красноярск, 2002), на второй международной научно-практической конференции «Геотехнология-2004: Современное состояние и перспективы развития горнодобывающих отраслей промышленности» (г. Рудный, 2004).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 печатных работах.

Работа выполнена при финансовой поддержке в форме гранта Министерства образования и науки РФ и Правительства Челябинской области (№ 54-04 А, 2004 г.).

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Цыганов, Александр Владимирович

ВЫВОДЫ

1. Технологические схемы карьеров могут совершенствоваться на уровне звена механизации, посредством изменения его структуры - числа и способа взаимодействия составляющих звено машин и на уровне комплекса оборудования - числа входящих в него звеньев механизации, типа сочетаний структур отдельных звеньев и способа взаимодействия между звеньями. Результатом изменения технологических схем карьеров является переход к новым типам оборудования, корректировка количества горнотранспортных машин и способа их взаимодействия.

2. Основными производственными ресурсами, задействованными как в технологических схемах, так и в обеспечении безопасности производства, являются: технические ресурсы - горнотранспортное и другое технологическое оборудование; трудовые ресурсы - персонал предприятия, обладающий определенным опытом, квалификацией и структурой производственных отношений; информационные ресурсы - информация о состоянии производственных ресурсов и способах их взаимодействия, циркулирующая в форме инструкций, регламентов, наряд-заданий, инструктажей, планов горных работ, программ развития карьеров; финансовые ресурсы - денежные средства, расходуемые на изменение технических, трудовых и информационных ресурсов.

3. В условиях частых изменений технологических схем карьеров требование к обеспечению безопасности как к достижению определенного состояния производственных ресурсов становится ограничивающим фавором эффс1сгивности технологических схем. Недостатком существующего подхода к обеспечению безопасности производства является несогласованность и неизменность требований к состоянию производственных ресурсов, что приводит к повышению вероятности возникновения инцидентов, аварий и несчастных случаев, а также к увеличению простоев горнотранспортного оборудования при изменении технологических схем карьеров.

4. Для эффективного управления безопасностью горных работ технологические схемы карьеров предлагается рассматривать как совокупность производственных ресурсов, имеющую структуру, функции и характеризуемую взаимосвязанными изменениями параметров. Проводимые изменения технологических схем карьеров необходимо рассматривать как управляемый процесс обеспечения безопасности производства на основе оптимального распределения технических, трудовых, информационных и финансовых ресурсов во времени.

5. Под процессом обеспечения безопасности производства понимается оценка состояния производственных ресурсов, изменение требований к ним и оптимальное распределение ресурсов во времени. В качестве основных показателей оценки состояния производственных ресурсов определены: для технических - степень износа оборудования, для трудовых - степень компетенции персонала, для информационных - степень информационной обеспеченности, для финансовых - степень финансовой обеспеченности.

3. РАЗРАБОТКА МЕХАНИЗМА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ КАРЬЕРОВ НА ОСНОВЕ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА 3.1. Способ оценки эффективности распределения производственных ресурсов при совершенствовании технологических схем карьеров

Оценка эффективности распределения производственных ресурсов, задействованных в технологической схеме карьера, осуществляется па основе данных о фактическом состоянии ресурсов и производится с использованием методов принятия решений в условиях неопределенности, основанных на теории нечетких множеств. Основоположником математической теории нечетких множеств является Л.А. Заде [34]. Выбор указанного математического метода оценки обосновывается тем, что он в отличие от стандартных математических методов (дифференциальных уравнений, теории вероятности и др.), позволяет дать комплексную оценку эффективности распределения технических, трудовых, информационных и финансовых ресурсов, задействованных в технологических схемах карьера. В отличие от математических методов, требующих на каждом шаге моделирования точных и однозначных формулировок закономерностей, нечеткая логика предлагает совершенно иной уровень мышления, благодаря которому творческий процесс моделирования происходит на наивысшем уровне абстракции, при котором постулируется лишь минимальный набор закономерностей [6, 11, 17]. Нечеткое управление оказывается особенно полезным, когда технологические процессы являются слишком сложными для анализа с помощью общепринятых количественных методов, или когда доступные источники информации интерпретируются качественно, неточно или неопределенно. Экспериментально показано, что нечеткое управление дает лучшие результаты, по сравнению с получаемыми при общепринятых алгоритмах управления. Нечеткая логика, на которой основано нечеткое управление, ближе по духу к человеческому мышлению и естественным языкам, чем традиционные логические системы. Наличие математических средств отражения нечеткости исходной информации позволяет построить модель, адекватную реальности.

Использование аппарата теории нечетких множеств позволяет связать любой показатель с лингвистическими переменными (термами). Для этого выбирается необходимое количество термов, с помощью которых может быть описан анализируемый показатель. Минимальное количество термов обычно равно трем - минимальное, среднее и максимальное значение показателя. Максимальное количество зависит от требуемой точности описания системы.

Для оценки эффективности распределения производственных ресурсов в данной работе использован метод максиминной свертки, реализующий пессимистический подход к принятию решений, когда определяющим является минимальное значение критериев оценки [6]. Согласно этому методу строятся функции принадлежности каждого показателя. Функция принадлежности задает степень предпочтения для каждого значения показателя (степень предпочтения - вещественное число в интервале от 0 до 1). Построение таких функций проводят эксперты. Затем производится «свертка» значений степеней предпочтения показателей для выявления сочетания производственных ресурсов. В процессе «свертки» определяется наименьшее из всех показателей значение степени предпочтения. Наилучшим считается сочетание ресурсов, обладающее наибольшим значением степени предпочтения из множества, полученного в результате «свертки».

В работе выделено три уровня распределения производственных ресурсов: существующее, переходное и оптимальное (см. рис. 2.17). Уровни являются альтернативами, которые предстоит определить. Альтернативы обозначим через а|, а2, а3: существующее (at), переходное (а2), оптимальное (а3). Для оценки эффективности распределения производственных ресурсов составляется перечень критериев. Критерии оценки обозначим через Ki, К2, Кз, К4: степень износа оборудования (К(), степень компетенции персонала (Кг), степень информационной обеспеченности (Кз), степень финансовой обеспеченности (К4). На основании данных об оцениваемых ресурсах, а также мнений экспертов определяются фактические значения каждого критерия (Nf), которые затем представляются в табличной форме (табл. 3.1).

Задаются нормативные значения критериев оценки для каждого уровня распределения ресурсов (Nj,j). Например, для критерия «Степень износа оборудования» уровню распределения «Существующее» соответствует значение N|,|, уровню распределения «Переходное» - N|,2 и т.д. Определяются долевые значения критериев как отношение фактических значений критериев к нормативным

Х1Ф

3.1) где Oj,j - долевое значение i-ro критерия оценки для j-ro сочетания ресурсов;

Ni* - фактическое значение i-ro критерия оценки;

Nj,j- нормативное значение i-ro критерия оценки для j-ro сочетания ресурсов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

2. Необходимость совершенствования технологических схем карьеров диктуется повышением требований к качеству, объемам и ценовым показателям добычи, выходом отечественных горнодобывающих предприятий на мировые рынки сырья, оборудования и финансов. Проводимые преобразования технологических схем карьеров посредством регулирования способа взаимодействия горнотранспортного оборудования, его типа и количества без устранения возникающих диспропорций в интенсивности использования производственных ресурсов пе позволяет достигать планируемого повышения эффективности и безопасности горных работ.

3. Доказано, что в условиях частых изменений технолог ических схем карьеров требование к обеспечению безопасности как к достижению определенного состояния производственных ресурсов становится ограничивающим фактором эффсетивности технологических схем по причине несогласованности и неизменности требований к состоянию производственных ресурсов. Для снятия этого ограничения обоснована целесообразность рассмотрения совершенствования технологических схем карьеров как управляемого процесса обеспечения безопасности производства на основе оптимального распределения технических, трудовых, информационных и финансовых ресурсов во времени.

- технические ресурсы — горнотранспортное и другое технологическое оборудование;

5. Разработаны показатели оценки состояния производственных ресурсов: для технических - степень износа оборудования, для трудовых - степень компетенции персонала, для информационных - степень информационной обеспеченности, для финансовых -степень финансовой обеспеченности. Предложен способ оценки эффективности распределения производственных ресурсов для различных вариантов совершенствования технологических схем карьеров с использованием методов принятия решений в условиях неопределенности, основанных на теории нечетких множеств.

6. Разработана оптимизационная математическая модель этапного распределения производственных ресурсов ири совершенствовании технологических схем карьеров. Критерием эффективности и безопасности технологических схем карьеров является максимум сокращения количества инцидентов, аварий и несчастных случаев на всех этапах процесса обеспечения безопасности производства при имеющихся объемах производственных ресурсов.

7. Разработаны методы ресурсного регулирования с различными сроками реализации, используемые для формирования оптимального распределения производственных ресурсов в технологических схемах карьера:

• изменение количества элементов схемы. Сущность метода - изменение отдельных элементов схемы, продолжительность - от 1 до 5 лет;

• изменение структуры схемы. Сущность метода - замена отдельных элементов схемы и связей между ними, продолжительность - от 5 до 10 лет;

• разработка новой схемы. Сущность метода - полное изменение схемы, продолжительность - от 10 до 20 лет.

9. Основные элементы механизма совершенствования технологических схем карьеров были реализованы на Руднике ГОП ОАО «ММК». В результате изменения маршрута транспортирования горной массы из карьера «Малый Куйбас» и повышения производительности автосамосвалов на 26% возможно снижение в 1,35 раза потребности в автомобильном транспорте и сокращение годовых эксплуатационных затрат на транспортирование на 31,2 млн руб. Результатом изменения способа взаимодействия горнотранспортных машин на южном участке карьера является изменение расстановки оборудования и способа взрывания, за счет чего возможно снижение в 4 раза количества взрывов горной массы и повышение производительности экскаваторов па 12%, что обеспечивает прирост годовых доходов в размере 66,51 млн руб. Результатом изменения типа горно-зранспоргного оборудования на Участке переработки металлургических шлаков является повышение производительности комплекса на 35% и прирост годовых доходов в раз-мерс 9,76 млн руб.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Цыганов, Александр Владимирович, Магнитогорск

1. Автоматизация управления предприятием / Баронов В.В. и др. М.: Ин-фра-М, 2000.-239 с.

2. Акоф P. J1. Искусство решения проблем: Пер. с англ.- М.: Мир, 1982. -220 с.

3. Алиев Р.А. Управление производством при нечеткой исходной информации М.: Энергоиздат, 1991. - 238 с.

4. Анализ эффективности функционирования системы обеспечения промышленной безопасности горно-обогатительного производства ОАО «ММК» / НТЦ-НИИОГР. Челябинск-Магнитогорск, 2001. - 95 с.

5. Анализ эффективности функционирования системы управления промышленной безопасностью ОАО «ММК» / НТЦ-НИИОГР. Челябинск-Магнитогорск, 2003. - 46 с.

6. Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. Анализ, синтез, планирование решений в экономике. М.: Финансы и статистика, 2000. - 368 с.

7. Ансофф И. Стратегическое управление.- М.: Экономика, 1989. 519 с.

8. Астафьев Ю.П., Полищук Г.К., Горлова Н.И. Планирование и организация погрузочно-транспортных работ на карьерах. М.: Недра, 1986. -168 с.

9. Бабокин И.А. Система безопасности труда на горных предприятиях. -М.: Недра, 1984.-320 с.

10. Бабокин И.А. Управление безопасностью труда на горном предприятии. -М.: Недра, 1989.-250 с.

11. Батыршин И.З. Принятие решений на базе нечетких отношений предпочтения и функций выбора//Нечеткие системы поддержки принятия решений.- Калинин:КГУ, 1989.- С. 29-35.

12. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств (Охрана труда) / П.П. Кукин, В.Л. Лапин, Е.А. Подгорных, и др. М.: Высш. шк., 1999. - 318 с.

13. Берг А.И. Управление, информация, интеллект М.: Мысль, 1976. -383 с.

14. Бир. С. Мозг фирмы. М.: Радио и связь, 1993. -416 с.

15. Бирюков Б.В., Гутчин Л.Б. Машина и творчество: результаты, проблемы, перспективы-М.: Радио и связь, 1982.— 151с.

16. Богуславский Э. И. Управление качеством руды основа горнотехнологического менеджмента // Горный журнал. - 1998. - № 10. - С. 39-44.

17. Борисов А.Н., Алексеев А.В., Меркурьева Г.В. и др. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений.- М: Радио и связь. 1989. -304 с.

18. Бурков В.Н., Сергеев Г.С. Управление риском: экономические аспекты обеспечения производственной безопасности. // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях: ОИ / ВИНИТИ. 1993. -№12. — С. 18-31, 113.

19. Бурмистров К.В., Колонюк А.А. Интенсификация горных работ на ограниченных участках рабочей зоны карьеров // Освоение месторождений полезных ископаемых: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ, 2004.-С. 19-24.

20. Буц Ю. В., Поставной В. Г., Самодрин В. П. Аттестация рабочих мест в горной промышленности.-М.: Недра, 1989. 165 с.

21. Васильев М.В. Транспортные процессы и оборудование на карьерах. -М.: Недра, 1986.-240 с.

22. Гавришев С.Е. Организационно-технологические методы повышения надежности и эффективности работы карьеров: Монография. Магнитогорек: МГТУ, 2002. 231 с.

23. Гавришев С.Е., Рахмангулов А.Н., Грязное М.В., Лапаева О.А. Управление развитием горнодобывающего предприятия. Информационные модели и методы. Магнитогорск: МГТУ, 2002. - 245 с.

24. Гавришев С.Е., Рахмангулов А.Н., Осинцев Н.А., Цыганов А.В. Распределение страховых выплат между производственными подразделениями предприятия. Научные сообщения НТЦ-НИИОГР. Вып. 2. - Челябинск, 2001.-С. 115-118.

25. Галкин А.В. Совершенствование системы управления персоналом угольных шахт по критерию риска аварий и несчастных случаев. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук: 05.26.04. Кемерово: 2000. 98 с.

26. Галкина Н.В. Управление процессом адаптации горнодобывающего предприятия к экономическим параметрам среды. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. экон. наук: 08.00.05. Челябинск: 2000. — 136 с.

27. Ганицкий В.И., Даянц Д.Г., Эйрих В.И. Опыт проведения организацион-но-деятельностных игр // Горный журнал. 2001. — № 3. - С. 64-70.

28. Геронимус Ю. В. Игра, модель, экономика М.: Знание, 1989. - 207 с.

29. Граевский М.М., Кутузов Б.Н. Технико-экономическое сопоставление электрических и неэлектрических систем инициирования зарядов ВВ // Горный журнал. 2000. - №5 - С. 54-59.

30. Грязнов М.В. Разработка способов снижения ресурсоемкости технологических процессов на карьерах строительных материалов. Дисс. канд. техн. наук - Магнитогорск. 2001. — 118 с.

31. Дьяков В.А. Транспортные машины и комплексы открытых разработок. -М.: Недра, 1986.-344 с.

32. Ермаков В. А., Быховец А. Н. Освоение техногенного месторождения Ковдорского ГОКа // Горный журнал. 1998. - № 4. - С. 74-76.

33. Ермолаев В.А. Развитие технологии открытой угледобычи при разработках сложно структурных месторождений Дисс. док. техн. наук - Кемерово. 1996.-340 с.

34. Заде Л.А. Основы нового подхода к анализу сложных систем и процессов принятия решений.- В кн.: Математика сегодня.- М.: Знание, 1974, С. 5-49.

35. Козовой Г.И. Организационно-технологическое обеспечение инновационной деятельности угледобывающего предприятия. — Дисс. док. техн. наук Санкт-Петербург. 1998. - 244 с.

36. Контроллинг как инструмент управления предприятием / Е.А. Ананьки-на, Н.Г. Данилочкина и др.; Под ред. Н.Г. Данилочкиной. М.: Аудит, ЮНИТИ, 1999.-297 с.

37. Корнилков С.В. Управление рабочей зоной действующих и проектируемых глубоких карьеров Дисс. док. техн. наук - Екатеринбург. 1997. -277с.

38. Кравчук И.Л. Организационные возможности совершенствования системы обеспечения безопасности труда на угольных шахтах. — Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук: 05.26.01. Челябинск: 1999.- 100 с.

39. Кравчук И.Л. Теоретические основы и методы формирования системы обеспечения безопасности производства горнодобывающего предприятия. Авт. на соиск. уч. ст. докт. техн. наук: 05.26.01. М: 2001. - 48 с.

40. Кузнецов В.И., Галкин В.А., Макаров A.M. Как управлять компанией, чтобы сделать ее эффективной? Челябинск: Рекпол, 1997. - 81 с.

41. Кузнецов В.И. Научное обоснование преобразования производственного объединения по открытой разработке угольных месторождений в эффективную компанию. Дисс. в виде научн. доклада - Кемерово. 1997. -51с.

42. Курочкин А. Н., Головин Ю. П. Основы научной организации труда горнорудного производства М.: Недра, 1975. - 180 с.

43. Кусаинов К.К., Мигачев Р.Д., Полторак Г.А. АСУ производственным объединением по добыче угля- М.: Недра, 1989.-141 с.

44. Лабунский Л.В. Методология развития компетенций персонала горнодобывающего предприятия. Авт. на соиск. уч. ст. док. экон. наук: 08.00.05. М.: 2004.-50 с.

45. Лапаев В.Н. Разработка методики определения границ разрезов в условиях рынка. Дисс. канд. техн. наук - Челябинск. 1997. - 118 с.

46. Мазуркевич А.П., Зайков В.Г. Компьютерные методы построения математических моделей месторождения и подсчет запасов по ним // Горный журнал. 1998. - № 8. - С. 67-70.

47. Макаров A.M. Лидер главный структурообразующий фактор // Проблемы реструктуризации угледобывающих предприятий: Труды НИИ-ОГР. Вып.2. - Челябинск: Рекпол. - 1997. - С. 28-29.

48. Макаров A.M. Теоретические основы и методы обеспечения жизнеспособности угледобывающего предприятия. Дисс. док. техн. наук. - Челябинск. 1997.-205 с.

49. Маслов Ю. В., Каменков П. Д., Кочегаров Ю. В., Дайнекин В. Г. Этапы создания интегрированной автоматизированной системы управления НГМК // Горный журнал. 1998. - № 8. - С. 68-70.

50. Мастрюков Б.С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: Учебник. —

51. М.: Издательский центр «Академия», 2003. 336 с.

52. Мелькумов Л.Г. Состояние и тенденции развития элементной базы и аппаратуры промышленной автоматики.- М.: МГИ, 1983. 57 с.

53. Методика определения экономического эффекта организационно-технических мероприятий по повышению безопасности и эффективности производства /ВостНИИ. Кемерово, 1987. - 52 с.

54. Морев В.Н. Организационно-технологические АСУ.-Л.: Машиностроение, 1983.- 144 с.

55. Морозов А. И. Научная организация и нормирование труда на горных предприятиях.- М.: Недра, 1984. — 373 с.

56. Мурашова З.К., Савченко Т.Ю., Лапаева О.А. Управленческий и финансовый учет: особенности использования // Проблемы реструктуризации угледобывающих предприятий: Тр. НИИОГР. Вып. 3. Екатеринбург: УрО РАН, 1998. - С. 45-47.

57. Нейман Д., Моргенштерн О. Теория игр или экономическое поведение.-М.: Наука, 1970.-707 с.

58. Нецветаев А.Г., Рубаник Ю.Т., Михальченко В.В. Кризис угледобывающей отрасли и современная теория управления. Кемерово: Кузбассвуз-издат, 1998.-91 с.

59. Новожилов М.Г. Открытые горные работы. М.: Госгортехиздат, 1961. — 476 с.

60. Новые технологии и их влияние на условия труда. Экспресс информация, зарубежный опыт.- М.: ВЦОПТ, 1998. 28 с.

61. Осинцев Н.А., Цыганов А.В. Повышение безопасности горного предприятия за счет улучшения качества отбора персонала // Освоение месторождений полезных ископаемых: Межвуз. сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С. 214-218.

62. Отгонбилэг Ш. Научные основы управления качеством рудной массы // Горный журнал. 1998. - № 2. - С. 30-33.

63. Отчет по научно-исследовательской работе «Обеспечение необходимой производительности карьера «Малый Куйбас» по руде при расконсервации его бортов» / Магнитогорск, МГТУ, 2003. 106 с.

64. Отчет по научно-исследовательской работе «Обоснование рационального направления развития горных работ в карьере «Малый Куйбас» в т.ч. размещение вскрышных пород» / Магнитогорск, МГТУ, 2000. 124 с.

65. Павлов А.Ф., Азбель М.Д. Томшин Н.А. Организация производственного контроля угольной шахты. — Кемерово: НЦ ВостНИИ, Гипроуглеав-томатизация, 2002. 110 с.

66. Павлов А.Ф., Билибин В.В. Анализ состояния и выявление основных направлений снижения производственного травматизма на открытых горных работах // Управление безопасностью труда: сб. науч. тр. Кемерово, 2002.-С. 31-42.

67. Пешков А.А. Управление развитием горных работ на глубоких карьерах Дисс. док. техн. наук - Москва. 1997. - 339 с.

68. Преобразование производственного объединения в эффективную угольную компанию / В.И. Кузнецов, В.А. Галкин, A.M. Макаров и др. Челябинск: Рекпол, 1997. - 64 с.

69. Программа развития системы обеспечения промышленной безопасности горно-обогатительного производства ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» на 2002-2003 г.г. / ОАО «ММК», НТЦ-НИИОГР. -Челябинск Магнитогорск, 2001. — 140 с.

70. Промышленность России: Статистический сборник.- М.: Госкомстат России. 2000-462 с.

71. Прыкин Б.В. Технико-экономический анализ производства. — М.: ЮНИ-ТИ-ДАНА, 2000. 399 с.

72. Прыкин Б.В. Экономический анализ предприятия: Учебник для вузов. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. 360 с.

73. Рахмангулов А.Н., Трофимов С.В., Гавришев С.Е., Макаров A.M. Транспортная логистика. — Магнитогорск: МГТУ, 2000. — 372 с.

74. Ржевский В. В. Открытые горные работы. В 2 частях. М.: Недра, 1985.

75. Рогозов В.В. Совершенствование АСУ в угольной промышленности: Сб. науч. тр. Гос. проектно-конструкторский НИИ по авт. уг. пром.- М.: Гипроуглеавтоматизация, 1993.- 179 с.

76. Савицкая Г.В. Анализ хозяйственной деятельности предприятия. М.: ИНФРА-М, 2001.-336 с.

77. Сковородкин В.Ю. Совершенствование системы контроля промышленной безопасности на уровне округа Госгортехнадзора России: Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Челябинск, 2000. — 119 с.

78. Спивак В.А. Корпоративная культура. СПб: Питер, 2001. - 352 с.

79. Справочник инженера-экономиста автомобильного транспорта / C.J1. Голованенко, О.М. Жарова и др. Под ред. C.J1. Голованенко. М.: Транспорт, 1984.-319 с.

80. Справочник. Открытые горные работы / К.Н. Трубецкой, М.Г. Потапов, К.Е. Виницкий, Н.Н. Мельников и др. М.: Горное бюро, 1994. - 590 с.

81. Сухорученков А.И. О состоянии и возможных путях выхода из кризиса железорудной промышленности России // Горный журнал. 1997. —11.-С. 9-11.

82. Теория и практика открытых разработок / Н.В. Мельников, Э.И. Реенто-вич, Б.А. Симкин и др. М.: Недра, 1979. - 636 с.

83. Томаков П.И., Наумов И.К. Технология, механизация и организация открытых горных работ. М.: Изд-во Моск. горного ин-та, 1992. — 464 с.

84. Трояновский В.М. Математическое моделирование в менеджменте М.: Русская деловая литература, 1999. — 235 с.

85. Туникова Г.В. Повышение уровня промышленной безопасности на основе совершенствования информационного обеспечения предприятия. -Авт. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук: 05.26.03. Челябинск: 2002. 23 с.

86. Уколкин С.И. Разработка методических положений по оценке эффективности организации и функционирования рабочих мест угледобывающих предприятий. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. экон. наук: 08.00.05. М.: 2001. -119 с.

87. Хохряков B.C. Оценка эффективности инвестиционных проектов открытых горных разработок. Екатеринбург: Издательство УГГГА, 1996.180 с.

88. Цыганов А.В. Факторы, определяющие эффективность функционирования системы управления промышленной безопасностью горнодобывающего предприятия / МГТУ. Магнитогорск, 2003. - 14 с. - Деп. в ВИНИТИ 06.11.03., № 1925 - В2003.

89. Черчинцев ВД, Сулейманов М.Г., Устюжанин B.C., Перятинский А.Ю. Организация и управление безопасностью жизнедеятельности: Учебное пособие. Магнитогорск: МГТУ, 2003. 243 с.

90. Черчмен У. Введение в исследование операций.- М.: Физматгиз, 1968. — 486 с.

91. Чигрин В.Д. Обоснование и разработка принципов создания системы управления безопасностью в угольной отрасли в условиях рыночной экономики. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук: 05.26.04. М: 1999. -100 с.

92. Шлимович Ю.Б. Разработка научно-методического обеспечения производственного контроля промышленной безопасности на предприятиях угледобывающей отрасли: Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. Челябинск, 2001. - 118 с.

93. Эшби У. Р. Введение в кибернетику — М.: Изд-во иностранной литературы, 1959.-432 с.

94. Яковлев В.А. Теория и практика выбора транспорта глубоких карьеров -Сиб. Отд.: «Наука», 1989. 240 с.

95. Яковлев B.J1., Зубков А.В., Саканцев М.Г., Артемьев Э.П. Новые подходы к поэтапному проектированию и отработке глубоких карьеров //Открытые горные работы, 2001, пилотный номер. С. 57-59.

Информация о работе

Цыганов, Александр Владимирович
кандидата технических наук
Магнитогорск, 2004
ВАК 25.00.22

Диссертация

Разработка механизма совершенствования технологических схем карьеров на основе управления безопасностью производства - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Разработка механизма совершенствования технологических схем карьеров на основе управления безопасностью производства - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы