CC BY
29
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ «НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 98» МОСКВА, МГГУ, 2.02.98-6.02.98 СЕМИНАР 8 «АЭРОЛОГИЯ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ»
В.К.Ушаков, профессор, д.т.н.
Московский государственный горный университет
ПРИНЦИПЫ ЭКОНОМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ШАХТНЫХ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ
В современных хозяйственных условиях традиционное отношение к вентиляции как к вспомогательному процессу, требующему исключительно затрат, и, как следствие, стремление минимизировать затраты на создание шахтных вентиляционных систем (ШВС) зачастую в ущерб надежности и эффективности вентиляции, не соответствует не только социальным, но и производственным функциям важнейшей из шахтных систем - ШВС. Это обусловило актуальность разработки нового подхода к экономическому анализу надежности и эффективности функционирования (НЭФ) ШВС.
Анализ экономической эффективности надежности функционирования технических систем заключается, как правило, в определении двух составляющих затрат: затрат на создание и эксплуатацию системы Z/ и затрат (потерь), обусловленных ненадежностью ее функционирования 22. Сравнение величин и позволяет делать вывод об экономической целесообразности достижения данного уровня надежности системы. При этом в качестве критерия экономической эффективности часто рассматриваются средние удельные приведенные затраты, т.е. затраты, рассчитанные за весь исследуемый период функционирования системы и отнесенные, например, к единице выпускаемой продукции.
При анализе ШВС средние удельные приведенные затраты Z представляют собой затраты, отнесенные к среднему суммарно-
му объему добычи угля Аш за рассматриваемый период деятельности шахты, т е.
2=(гх+г2)/Аш . (1)
Затраты на создание и эксплуатацию ШВС Z^, т.е. капитальные и эксплуатационные затраты, имеют следующий вид:
^ = 2 (Ен-К(+С0 В{ , (2)
Г=]
где К,, С/ - капитальные и эксплуатационные затраты в *-ый год, руб; Т - продолжительность рассматриваемого периода деятельности шахты, лет; Ен, В, - нормативные коэффициенты.
При проектировании или перспективном планировании развития горных работ затраты ^ определяются для некоторого ее базового варианта по отраслевой методике. Для альтернативных вариантов системы подсчитывается только приращение затрат т.е. =Zlb При этом подсчиты-
ваются капитальные и эксплуатационные затраты только по тем разделам проекта или программы развития, которые влияют на надежность и эффективность ШВС.
Затраты (потери) Z2, обусловленные ненадежностью ШВС, включают в себя две составляющие: экономический ущерб от аварий по фактору вентиляции Zвв и затраты на устранение отказов ШВС Z0IЯ, т.е.
Z2=Zвí+Z0M . (3)
Экономический ущерб от аварий по фактору вентиляции ^в, представляет собой сумму прямых убытков, убытков от травматизма и убытков от ремонтов и восстановлений горных выработок, понесенных в результате аварий, связанных со взрывом газа или загазированием выработок. Кроме экономического ущерба от аварий Zв,, ненадежность функционирования ПЩС влечет за собой затраты на устранение отказов вентиляции Z<,„. Эти затраты связаны с необходимостью проведения в процессе эксплуатации ненадежной НТВ С мероприятий по восстановлению ее работоспособности, т.е. требуемого по Правилам безопасности (ПБ) воздухораспределения в сети, с целью исключения возможности возникновения аварийных по фактору вентиляции ситуаций. Таким образом, показателями экономической эффективности ШВС являются средние (в силу стохастичности процесса функционирования ШВС) затраты на устранение отказов вентиляции Z<,Яf, средний экономический ущерб от аварий по фактору вентиляции Z(M, а также связанные с этими величинами соотношением (3) средние затраты (потери) Z.2, обусловленные ненадежностью вентиляции, затраты на создание и эксплуатацию ШВС Z^ (2), и, наконец, в соответствии с (1) средние удельные приведенные затраты Z, характеризующие стоимость тонны угля по фактору вентиляции. Целью экономического анализа НЭФ ШВС является выбор такого варианта системы, при котором стоимость угля по фактору вентиляции Z была бы наименьшей. Для этого, как следует из (1)-(3), должны подсчитываться затраты Z<,m, и
Средние затраты на устранение отказов НТВ С ZOЛJ определяются количеством отказов за прогнозируемый период пот и средними затратами на устранение одного отказа Z/вíЯ. Учитывая, что величина Z/<,m зависит от способа устранения отказа, определяемого его видом, имеем
^от Мот.!.'^ от. ^ Мот.вот.&1 (4)
где а - количество способов устранения отказов; пот_1 - количество отказов, устраняемых 1-ым способом; Z/„m.¿ - средние затраты на устранение отказа 1-ым способом.
Способ устранения внезапного отказа, обусловленного разрушением некоторого элемента ШВС, представляет собой, в зависимости от типа этого элемента, устранение обрушения выработки или ремонт разрушенного вентсооружения. Соответствующие средние затраты Z состоят из заработной платы ремонтным рабочим и затрат на материалы и записываются в виде
1'в.от -Ырем ■Срем ■Трем + 2М, (5)
где Трем - выборочное среднее случайной продолжительности ремонта элемента /;
- среднее количество ремонтных рабочих; С>ем - средняя заработная плата рабочего; Zк - средние затраты на материалы.
Способы устранения постепенного отказа, обусловленного совокупным влиянием процессов старения элементов ШВС на воздухораспределение в сети, представляют собой: повышение герметичности существующих или установка новых вентсооруже-ний, расширение и перекрепление выработок, форсирование режима работы главных вентиляторов (ГВ). Затраты, связанные с вентсооружениями, имеют вид (5). Затраты на расширение и перекрепление выработки с существующего & до нового сечения определяются как
%расш~ ((Л^~ Ь 'Б н + С •!?>с) 'К •/>, (6)
где Ь - длина выработки; а, Ъ, с, К - эмпирические коэффициенты (определяемые по отраслевой методике).
Затраты при форсировании режима работы ГВ равны
%Форс = сс- (дн-нн-дс-нс)-тф, (7)
где О^с, Нс и О^н, Н„ - параметры ГВ до и после отказа; Тф - продолжительность ра-
боты ГВ в форсированном режиме; а - табличный коэффициент.
Принцип оценки среднего экономического ущерба от аварий по фактору вентиляции Z1M учитывает относительные частоты возникновения при отказе вентиляции как взрывов газа и пыли Щ,, так и обширных загазирований выработок ТУ3, а также величины средних ущербов от одной аварии каждого вида Z/, и Z/7. Для оценки величины Za, имеем следующее соотношение
гав = (!¥в-г'в+1¥3-2'3)-пот . (8)
Определение затрат на повышение НЭФ ШВС основано на анализе возможных параметрических и структурных способов повышения надежности и эффективности системы и расчете дополнительных капи-
тальных и эксплуатационных затрат по соответствующим этим способам разделам проекта. Выполненный анализ возможных способов повышения НЭФ ШВС позволяет сделать вывод, что при определении затрат £¿1 может потребоваться расчет дополнительных затрат по следующим разделам проекта: проведение, поддержание, расширение и перекрепление выработок, сооружение вентскважин, очистные работы, вентиляция и условно-постоянный штат трудящихся.
Расчет величин Zom, Zв«, Л2Г/ мЛ для различных вариантов ШВС позволяет выбрать вариант, наиболее эффективный по критерию минимума удельных приведенных затрат Д т.е. стоимости угля по фактору вентиляции.
