CC BY
31
СЕМИНАР 8
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 98" МОСКВА, МГГУ, 2.02.98 - 6.02.98
В.К. Ушаков,
МГГУ
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 соответствуют 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 21 и затрат (потерь), обусловленных ненадежностью ее функционирования 22. Сравнение величин 21 и 22 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 2 представляют собой затраты, отнесенные к среднему суммарному объему добычи угля Аш за рассматриваемый период деятельности шахты, т.е.
2=(21+22)/А1П, (1)
Затраты на создание и эксплуа-
тацию ШВС 21, т.е. капитальные и эксплуатационные затраты, имеют следующий вид:
21=£ (Ен-^+С0-Вь (2)
г = 1
где К С - капитальные и эксплуатационные затраты в Ьый год, руб.; Т - продолжительность рассматриваемого периода деятельности шахты, лет; Ен, В4 - нормативные коэффициенты.
При проектировании или перспективном планировании развития горных работ затраты 21 определяются для некоторого ее базового варианта по отраслевой методике. Для альтернативных вариантов системы подсчитывается только приращение затрат Д2Ь т.е. 2 а =2 ь +Д21. При этом подсчитываются капитальные и эксплуатационные затраты только по тем разделам проекта или программы развития, которые влияют на надежность и эффективность ШВС.
Затраты (потери) 22, обусловленные ненадежностью ШВС, включают в себя две составляющие: экономический ущерб от аварий по фактору вентиляции 2ав и затраты на устранение отказов ШВС 2от, т.е.
22=2ав+2от, (3)
Экономический ущерб от аварий по фактору вентиляции 2ав 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 за-газированием выработок. Кроме экономического ущерба от аварий 2ав, ненадежность функционирования ШВС влечет за собой затраты на устранение отказов вентиляции 2от. Эти затраты связаны с не-
обходимостью проведения в процессе эксплуатации ненадежной ШВС 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 2от, средний экономический ущерб от аварий по фактору вентиляции 2ав, а также связанные с этими величинами соотношением (3) средние затраты (потери) 22, обусловленные ненадежностью вентиляции, затраты на создание и эксплуатацию ШВС 21 (2), и, наконец, в соответствии с (1) средние удельные приведенные затраты 2, характеризующие стоимость тонны угля по фактору вентиляции.
Целью экономического анализа НЭФ ШВС является выбор такого варианта системы, при котором стоимость угля по фактору вентиляции 2 была бы наименьшей. Для этого, как следует из (1)-(3), должны подсчитываться затраты
2от 2ав и Д21.
Средние затраты на устранение отказов ШВС 2ОТ определяются количеством отказов за прогнозируемый период Пот и средними затратами на устранение одного отказа 2'от. Учитывая, что величина 2'от зависит от способа устранения отказа, определяемого его видом, имеем
2от Пот.1*2 от.1 + ---+ПотУ2 от.s, (4)
где 8- количество способов устранения отказов; пот1 - количество отказов, устраняемых ьым способом; 2' от1 - средние затраты на
устранение отказа ьым 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 2'вот состоят из заработной платы ремонтным рабочим и затрат на материалы и записываются в виде
2' в.от =Nрем -Срем .трем+гм, (5)
где Трем - выборочное среднее случайной продолжительности ремонта элемента Xе; Nрем - среднее количество ремонтных рабочих; Срем - средняя заработная плата рабочего; 2м -средние затраты на материалы.
Способы устранения постепенного отказа, обусловленного совокупным влиянием процессов старения элементов ШВС на воздухорас-пределение в сети, представляют собой: повышение герметичности существующих или установка новых вентсооружений, расширение и пе-рекрепление выработок, форсирование режима работы главных вентиляторов (ГВ). Затраты, связанные с
вентсооружениями, имеют вид (5). Затраты на расширение и пере-крепление выработки с существующего Sс до нового Sн сечения определяются как
2расш=(а+Ь^н+с^с)-К^, (6)
где L - длина выработки; а, Ь, с, К - эмпирические коэффициенты (определяемые по отраслевой методике).
Затраты при форсировании режима работы ГВ равны
2форс=а.Юн.Нн^с.Нс).Тф, (7) где Qс, Нс и Qн, Нн - параметры ГВ до и после отказа; Тф _ продолжительность работы ГВ в форсированном режиме; а - табличный коэффициент.
Принцип оценки среднего экономического ущерба от аварий по фактору вентиляции 2ав учитывает относительные частоты возникновения при отказе вентиляции как взрывов газа и пыли WE, так и обширных загазирований выработок Wз, а также величины средних ущербов от одной аварии каждого вида 2'е и 2з. Для оценки величины 2ав имеем следующее соотношение
гав^в-г^з-^-Пот, (8)
Определение затрат на повышение НЭФ ШВС ДЪ1 основано на анализе возможных параметрических и структурных способов повышения надежности и эффективности системы и расчете дополнительных капитальных и эксплуатационных затрат по соответствующим этим способам разделам проекта. Выполненный анализ возможных способов повышения НЭФ ШВС позволяет сделать вывод, что при определении затрат ДЪ1 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 Ъот, Ът, ДЪ1 и Ъ для различных вариантов ШВС позволяет выбрать вариант, наиболее эффективный по критерию минимума удельных приведенных затрат Ъ, т.е. стоимости угля по фактору вентиляции.
© В.К. Ушаков
8 і 1999
233
