Разработка экономико-математической модели для выбора варианта схемы вскрытия локальных участков шахтного поля по критерию себестоимость угля с учетом инвестиционных затрат и надежности технологических звеньев

ЗАДАНИЕ 2

1.1.3. Разработка экономико-математической модели для выбора варианта схемы вскрытия локальных участков шахтного поля по критерию себестоимость угля с учетом инвестиционных затрат и надежности технологических звеньев

В предыдущем разделе было определено влияние на себестоимость добываемого угля инвестиционных затрат. В настоящем разделе, рассматривается дополнительное влияние на себестоимость угля надежности различного оборудования технологических звеньев располагаемых в горизонтных квершлагах.

1.1.3.1. Общие положения о надежности оборудования и её влиянии

на технико-экономические показатели

В традиционных расчетах технико-экономических показателей используется параметр, который называемый коэффициентом надежности - К_н. Данный параметр определяется для конкретного используемого технологического оборудования за определенный промежуток времени его работы. В расчетах он используется как постоянный множитель, например при определении объема добычи угля на шахтах

К_н =  = const,                                              (1.1.3.1-1)

Если увеличивается длина технологических звеньев оборудования, то возрастает вероятность его отказов, что отрицательно влияет на технико-экономические показатели. В качестве примера можно привести условия работы протяженных конвейерных линий на шахтах предназначенных для транспорта угля. Увеличение их длины приводит к увеличению количества отказов, что оказывает ощутимое влияние на добычу угля. Следовательно, постоянный коэффициент надежности оборудования К_н = const (1.1.3.1-1) не нельзя использовать для разработки моделей технологических звеньев переменной длиной.

Для разработки ЭММ различных технологий, включающих различные технологические звенья оборудования переменной длиной, используются два основных расчетных показателя надежности:

Наблюдаемое количество отказов п_о1, п_о2, п_о3, … одной единицы оборудования, продолжительностью соответственно t_о1, t_о2, t_о3, …, не постоянно по времени эксплуатации t. Для сложного оборудования, например для шахтного ленточного конвейера, конструктивно включающего множество узлов и деталей, выделяется три этапа изменения количества отказов по различным причинам (рис. 1.1.3.1-1):

            начальный (I) -  с повышенным количеством отказов изза низкого качества изготовления на машиностроительных заводах;

промежуточный (II) -  с низким количеством отказов после постепенной замены не качественно изготовленных деталей и узлов;

заключительный (III) -  с возрастающим количеством отказов возникающих изза постепенного износа деталей и узлов.

Для любой единицы оборудования среднее количество отказов за сутки  определяется через отношение общего количества отказов N_о.экс, наблюдаемое за время его эксплуатации Т_экс, к этому времени эксплуатации

,                                                  (1.1.3.1-2)

Продолжительность устранения каждого отказа t_о1, t_о2, t_{о3, …} также не постоянна и зависит от продолжительности ремонта или полной замены узлов и деталей, входящих в конструкцию используемого оборудования.

Средняя продолжительность устранения одного отказа  единицы оборудования или отрезка технологической линии определяется через отношение общей (суммарной) продолжительности устранения всех возникающих отказов Т_о.экс, наблюдаемых за время его эксплуатации Т_экс до наработки на полный отказ, к общему количеству отказов N_о.экс

,                                       (1.1.3.1-3)

Рис. 1.1.3.1-1. Принципиальные графики изменения текущего количества

отказов n_o(t) единицы оборудования (ЕО), технической производительности П_т

и текущей производительности П_тд добычи угля по времени эксплуатации t.

Продолжительность устранения каждого отказа t_оφ в любом технологическом звене формируется из затрат времени на отдельные операции

t_оφ  =  t_ос +  t_оо +  t_оу +  t_оз,                                    (1.1.3.1-4)