某露天礦山生產(chǎn)組織方式優(yōu)化及成本量化方法研究

楊 超，張全龍

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663700）

1 概述

滇東南地區(qū)某特大型露天礦山，其生產(chǎn)作業(yè)區(qū)域在冊工程機械達90余臺，包括穿孔、鏟裝、運輸、推排、生產(chǎn)輔助五大類型設備；再進一步細分至各工序下的型號類別就更為錯綜復雜,即便同一類型設備性能也不盡相同，這也導致生產(chǎn)管理難度極大。礦區(qū)調度室作為生產(chǎn)組織的指揮中心，如何利用好眾多工程設備充分發(fā)揮其效率來完成生產(chǎn)指標任務，確保整個工藝系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行成為了企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。

2 生產(chǎn)現(xiàn)狀

在以往的生產(chǎn)工作中，調度室根據(jù)月采剝計劃資料組織生產(chǎn)，往往側重于各項生產(chǎn)指標任務的完成，普遍存在“重指標，輕成本”的現(xiàn)象，未有效關聯(lián)各類型設備的性能特點來尋求最優(yōu)的生產(chǎn)組織搭配方式，欠缺生產(chǎn)成本的綜合考慮，一者造成生產(chǎn)成本異常時原因無法有效查找，二者造成生產(chǎn)成本隱形損耗未能發(fā)現(xiàn)。

常規(guī)技術方案編制過程中未重視成本數(shù)據(jù)的關聯(lián)，成本核算員不了解生產(chǎn)，技術人員不清楚成本也是以往普遍存在的問題，導致月末成本數(shù)據(jù)匯總后才反應出異常問題，已無法采取挽救措施。為有效改善以上問題，該公司首先從人員配置上進行調整，將成本核算員及技術人員統(tǒng)一編制進調度室，搭建技術與成本互通渠道，提高生產(chǎn)成本異常響應速度。調度室基于生產(chǎn)數(shù)據(jù)、成本數(shù)據(jù)、采剝計劃等資料，需要從生產(chǎn)組織各工序成本方面進行綜合分析，選擇成本最優(yōu)的生產(chǎn)組織方式，以實現(xiàn)降本增效的長期目標。

3 生產(chǎn)組織方式分析

據(jù)分析，直接生產(chǎn)工序主要包括穿孔、爆破、鏟裝、運輸、推排，其中穿孔、爆破以及推排三道工序相對固定，且由專門的職能股室負責管理，調度室在生產(chǎn)組織方式上管控調節(jié)空間不大，所以調度室重點調控生產(chǎn)成本的是處于整個生產(chǎn)工藝中間環(huán)節(jié)，且極為重要并起著“動脈及紐帶”作用的鏟裝、運輸工序，需要從中分析查找關聯(lián)數(shù)據(jù)，找出最優(yōu)的生產(chǎn)組織方式及設備組合搭配。

露天礦山在生產(chǎn)過程中的三個重要工程是掘溝、剝離、采礦；該礦區(qū)屬于山坡露天礦，端幫均具備進出采區(qū)作業(yè)面的運輸?shù)缆罚砂丫驕喜⑷雱冸x工程中實施，進一步分析剝離及采礦的不同生產(chǎn)組織方式。

因計算采礦作業(yè)生產(chǎn)組織方式成本時需綜合考慮采出礦石品位及價值，且涉及選礦工藝成本較為復雜，在此不做對比分析，僅對剝離作業(yè)進行數(shù)據(jù)分析。

3.1 剝離作業(yè)生產(chǎn)組織方式

根據(jù)以往的生產(chǎn)經(jīng)驗可知，剝離作業(yè)常用的生產(chǎn)組織方式包括以下三種：

（1）穿孔爆破+推排甩土+挖機裝車+礦車運輸+推排廢土。

該方法適用于施工區(qū)域地勢陡峻，且難于搭接運輸?shù)缆坊蜓b車運距較遠的情況。

圖1 施工布置示意圖

（2）穿孔爆破+挖機裝車+礦車運輸+推排廢土。

該方法適用于采區(qū)工作線的正常推進，為生產(chǎn)組織過程中使用最普遍的方式。

（3）穿孔爆破+裝載機裝車+礦車運輸+推排廢土。

該方法為備用施工方法，常見于挖機故障較多鏟裝設備不足時啟用，因大裝載機主要用于選礦車間進料，對鏟裝作業(yè)面條件要求較高，且使用成本偏高，導致此方式使用頻率不高，在此不做深入研究分析。

進一步，分析前兩種生產(chǎn)組織方式中的變量工藝環(huán)節(jié)，即方式（1）中的“推排甩土+挖機裝車+礦車運輸”，方式（2）中的“挖機裝車+礦車運輸”。在以往的工作中，選取何種方式組織生產(chǎn)沒有判別條件和標準，多憑經(jīng)驗進行選擇，造成生產(chǎn)任務完成后無法判定該生產(chǎn)組織方式是否成本最優(yōu)。

通過拆分組合生產(chǎn)數(shù)據(jù)，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)轉化為能關聯(lián)成本的數(shù)據(jù)進行計算，即可以得出采用不同生產(chǎn)組織方式對應生產(chǎn)成本，讓管理人員一目了然該生產(chǎn)方式對應的生產(chǎn)成本、工期是多少。

3.2 剝離作業(yè)成本量化方法

舉例說明，假設該礦區(qū)地勢陡峻的某計劃施工區(qū)域有10萬m3廢土需進行剝離裝車，從下部平緩處沿路到達該施工區(qū)域裝車需增加運距1.5km，因工程量相對較少，裝車作業(yè)時的鏟裝設備均選擇綜合性能較優(yōu)的4.5m3挖機。

（1）采用生產(chǎn)組織方式（1）施工，將區(qū)域內廢土推排甩土至下部平緩區(qū)域裝車，進行如下成本費用計算（成本數(shù)據(jù)及臺時效率均為該礦山的經(jīng)驗數(shù)據(jù)）。

生產(chǎn)成本M計算公式如下：

式中Q為廢土剝離量，10萬m3；a1為大推土機推送廢土小時臺效，960 m3/h；n1為投入推土機臺數(shù)，臺；m1為大推土機小時成本，769元/h；b1為單臺設備推土次數(shù)，次；a2為挖機甩土小時臺效，374（或857） m3/h；n2為投入挖機臺數(shù)，臺；m2為挖機小時成本，400（或700）元/h；b2為單臺設備甩土次數(shù)，次。

工期T計算公式如下：

式中a3為4.5m3挖機裝車小時臺效，238m3/h；21為日工作小時，h；其余參數(shù)與上一公式相同。

①按1臺大推土機+1臺1.6m3挖機一次推排一次甩土作業(yè)后裝車,裝車設備選擇1臺4.5m3挖機：生產(chǎn)成本M1為18.71萬元；工期需計算推甩廢土和裝車的時間，工期T1為23.6天。②按1臺大推土機+1臺4.5m3挖機一次推排一次甩土作業(yè)后裝車，裝車設備選擇1臺4.5m3挖機：生產(chǎn)成本M2為16.18萬元；工期需計算推甩廢土和裝車的時間，工期T2為22.6天。

（2）采用生產(chǎn)組織方式（2）施工，從下部平緩處沿路到達該施工區(qū)域裝車，不推甩廢土，裝車設備選擇1臺4.5m3挖機，僅需計算運距增加的成本：

生產(chǎn)成本M3=100000*1.5*3.52=52.8萬元；

式中3.52為礦用卡車運輸成本，元/m3.km。

工期只需計算裝車時間，工期T3為20天。

從以上計算數(shù)據(jù)可以看出，影響生產(chǎn)成本的關鍵變量因素是投入設備臺數(shù)，方式（1）中的推排、甩土次數(shù)以及方式（2）中的相對裝車運距，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗可知單臺設備完成單次工程推甩土次數(shù)不宜超過2次，否則生產(chǎn)效率將大幅下降，生產(chǎn)成本將大幅增加。

進一步對設備臺數(shù)，推排、甩土次數(shù)及裝車運距進行變換帶入測算，其數(shù)據(jù)匯總如下圖所示。

圖2 不同生產(chǎn)組織方式成本和工期測算

采用一次推排一次甩土配置2臺推土機2臺大挖機的生產(chǎn)組織方式成本最低，為8.09萬元；其次是采用一次推排一次甩土配置2臺推土機2臺小挖機的生產(chǎn)組織方式，為9.35萬元；沿路至施工區(qū)域裝車運距為1.5km的生產(chǎn)組織方式成本最高，為52.8萬元；若需綜合考慮工期，應優(yōu)先選擇沿路至施工區(qū)域裝車運距為0.3km的生產(chǎn)組織方式，成本為10.56萬元，工期20天；其次是采用一次推排一次甩土配置2臺推土機2臺大挖機的生產(chǎn)組織方式，成本為8.09萬元，工期為21天。

在地勢陡峻的高陡邊坡區(qū)域施工作業(yè)時，應首先考慮采用何種方式組織生產(chǎn)，施工區(qū)域內廢土具備2次推甩即可搬運至下部平緩區(qū)域裝車的應優(yōu)先考慮推甩廢土，沿路至施工區(qū)域裝車運距大于0.6km的不建議采用。根據(jù)沿路至施工區(qū)域的裝車運距選擇合適的生產(chǎn)組織方式及設備組合搭配，以使生產(chǎn)成本、效率、工期最優(yōu)。

4 結論

綜上所述，露天礦山地勢陡峻的高陡邊坡區(qū)域生產(chǎn)組織方式可進行如下優(yōu)先級排序：沿路至施工區(qū)域裝車運距為0.3km＞一次推排一次甩土后裝車（配置2臺推土機2臺大挖機）＞兩次推排一次甩土后裝車（配置2臺推土機2臺大挖機）＞一次推排兩次甩土后裝車（配置2臺推土機2臺大挖機）＞一次推排一次甩土后裝車（配置2臺推土機2臺小挖機）。此方法經(jīng)驗，其他類似礦山可以參考借鑒。