К.Ю. Анистратов, к.т.н., Генеральный директор ООО НТЦ «Горное дело» (Москва)


В настоящий момент на мировом рынке горной техники двухосные карьерные самосвалы классов грузоподъемности 40–100 т представлены фирмами Caterpillar (США), Komatsu (Япония), Hitachi (Япония), Terex (Великобритания), БЕЛАЗ (Беларусь), BEML (Индия), Perlini (Италия), BZK (Китай), Astra (Италия).


026 1


На российских горных предприятиях и предприятиях других стран СНГ наибольшее применение получили автосамосвалы фирм БЕЛАЗ, Caterpillar, Komatsu, Hitachi, Terex. Несмотря на то, что парк карьерных экскаваторов горных предприятий России на 80% состоит из мехлопат с ковшами вместимостью 8–10 м3 (рис.1), которым технологически оптимально подходят самосвалы грузоподъёмностью 70–90 т, на долю последних приходится всего лишь 1% эксплуатируемого парка самосвалов (рис.2).


Рис. 1 Структура парка одноковшовых карьерных экскаваторов с ковшами вместимостью (Е) от 5 м3 до 40 м3 на горных предприятиях России


Рис. 1 Структура парка одноковшовых карьерных экскаваторов с ковшами вместимостью (Е) от 5 м3 до 40 м3 на горных предприятиях России


На горных предприятиях России в основном работают экскаваторно-автомобильные комплексы мощностью 1.5–2.5 млн. м3 в год, состоящие из карьерных экскаваторов типа ЭКГ с ковшами вместимостью 8–12 м3 и самосвалов грузоподъёмностью 42–55 т. При этом, учитывая большой срок службы электрических канатных экскаваторов (20 лет и более), в ближайшие 10 лет доля этого класса экскаваторов будет на уровне не менее 50% общего парка.


Надёжность карьерных самосвалов БЕЛАЗ с гидромеханической трансмиссией в классах грузоподъёмности 30–55 т существенно отстаёт от мирового уровня. Так анализ показателей работы самосвалов БелАЗY7555 показывает, что после трёх лет эксплуатации месячная наработка среднесписочной машины не превышает 400 час. (kисп < 55%). То есть годовая наработка среднесписочной 55-тонной трёхлетней машины не превышает 5000 час. при оптимальном сроке службы 4.5–5 лет (наработка на линии за срок службы 30–35 тыс. час.).


Конструкции современных самосвалов ведущих мировых производителей обеспечивают наработку на линии в течение первых 5–7 лет не ниже 6000 час./год (kисп > 80%), что соответствует годовой наработке более 7200 час. Оптимальный срок службы самосвалов класса Сat-777, Terex TR100, Кomatsu 785D составляет 10–12 лет (при наработке на линии за срок службы – 60–70 тыс. час.).


Вместе с тем, растущая потребность горных предприятий в надёжной работоспособной технике, позволяющей точно прогнозировать технико-экономические показатели работы экскаваторно-автомобильных комплексов, обусловливает необходимость перехода на более надёжную, и, как правило, более дорогую импортную технику.


Исследования показателей работы карьерных самосвалов различных производителей на отечественных и зарубежных карьерах указывают на экономическую целесообразность формирования парков карьерных автосамосвалов грузоподъёмностью 90 т для работы с экскаваторами, оснащёнными ковшами вместимостью 8–12 м3.


Табл. 1 Основные технические и эксплуатационные характеристики автосамосвалов


Для технико-экономического обоснования этого тезиса нами проведён сравнительный анализ различных парков карьерных самосвалов в классе грузоподъемности 55–100 т с использованием разработанного метода формирования структуры парков карьерной техники [1]. Метод базируется на построении динамики изменения времени работы на линии каждой машины парка в течение всего срока её службы (рис. 3) и последующем расчёте и анализе соответствующих изменений основных технических характеристик и экономических показателей (объёмов производства, затрат, выручки, цен, качества, производительности и пр.).


В качестве расчётных показателей для сравнения эффективности различных вариантов комплектации парка по данному методу могут быть приняты:


- суммарные или удельные затраты на эксплуатацию и обслуживание, включающие капитальные вложения, затраты на монтаж и пуско-наладочные работы, ликвидационные затраты;

- суммарные или удельные операционные затраты;

- размеры денежных поступлений по каждому варианту (PV);

- чистый дисконтированный доход (NPV).


NPV (Net Present Value) – представляет собой остаток свободных денежных средств в распоряжении инвестора или владельца бизнеса после реализации проекта. Соответственно, при сравнении нескольких проектов с сопоставимыми объёмными показателями инвестирования и денежного потока, предпочтительным будет проект с наибольшим NPV.


Чистый дисконтированный доход (NPV1, NPV2, NPV3, ..., NPVi) как расчётный показатель эффективности инвестиций по 1, 2, 3, ..., i-му проектам определяется суммой погодовых сальдо поступлений и выплат, приведенных к ценам первого года [5]:

026 5

где T – суммарная продолжительность жизненного цикла проекта, включая приобретение, монтаж, пуско-наладочные работы и эксплуатацию основного технологического оборудования;

Pt – ежегодная разность поступлений и выплат по проекту; t – годы реализации проекта (t = 1, 2, 3, ..., i); d – коэффициент дисконтирования, который обычно определяется ставкой рефинансирования, устанавливаемой ЦБ РФ и утверждаемой Правительством РФ на текущий период.


Последующий выбор оптимального для инвестирования варианта комплектования парка оборудования осуществляется путём их сравнения по следующим критериям:


1) минимума удельных затрат на единицу объёма, обеспечивающего минимальную себестоимость при реализации проекта;

2) максимума NPV по каждому году и нарастающим итогом за весь период, обеспечивающего наибольшую доходность инвестиций;

3) наименьшего срока окупаемости, обеспечивающего ускорение возврата инвестиций.


Рассмотрим пример выбора парка карьерных самосвалов по предлагаемой методике для условий железорудного предприятия, где погрузка руды в самосвалы осуществляется экскаватором ЭКГ-10 с ковшом вместимостью 10 м3 .


В качестве исходных данных для расчёта оптимальной структуры парка и типа самосвала были приняты следующие природно-технологические условия:

- годовой объём горной массы . . . . . . . . . . . . 4600 тыс. т;

- расстояние транспортирования . . . . . . . . . . . . . . 6.0 км;

- плотность руды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 т/м3

- грузооборот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27.6 млн. т·км/год.


В примере рассмотрено применение карьерных самосвалов БЕЛАЗ, Terex, Komatsu и Caterpillar. Технические характеристики автосамосвалов приведены в табл. 1.

Рис. 3 Годовая наработка самосвалов за расчётный период


Расчёт произведен на период 9 лет. При этом срок службы самосвалов БелАЗY7555 принят 5 лет, самосвалов БелАЗY75570 – 7 лет. Для самосвалов фирм Terex, Komatsu и Caterpillar срок службы составляет более 9 лет, т.е. больше периода, рассматриваемого в расчёте.


Сравнение произведено на основе расчёта следующих технико-экономических показателей по каждой модели:


- производительность самосвала;

- затраты на эксплуатацию и обслуживание;

- удельные затраты на обслуживание;

- чистый приведённый доход NPV.


Результаты расчётов производительности самосвалов и необходимый парк для выполнения планового задания представлены в табл. 2.


Характер изменения наработки самосвалов на линии за расчётный период представлен на рис 3. Самосвалы фирм Terex, Komatsu и Caterpillar по эксплуатационной надёжности имеют одинаковую наработку на линии. Наработка на линии самосвалов такого же класса фирмы БЕЛАЗ ниже, кроме того парк самосвалов БЕЛАЗ за расчётный период потребует полного обновления.


Расчёт затрат на эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт, – операционные расходы, осуществлялся по методике, разработанной ООО НТЦ «Горное дело» [2]. В основе расчётов использованы нормативные данные по жизненным циклам машин, предоставленные фирмами-производителями, и статистические данные по наработкам различных типов самосвалов на карьерах России и других стран.


При расчёте операционных расходов определялись следующие их составляющие: затраты на топливо, ГСМ; затраты на техническое обслуживание (ТО) и плановые ремонты; затраты на шины и затраты на зарплату операторам. Результаты расчётов суммарных затрат на эксплуатацию, ТО и ремонты, а также затрат на владение различными парками самосвалов представлены в табл. 3.


Табл. 2 Производительность и расчётный парк автосамосвалов


В начальный период, когда машина новая, необходимость в запасных частях минимальна, так как связана лишь с проведением регламентных ТО и неплановых мелких ремонтов. В этот период крупные отказы в работе самосвалов устраняются по гарантийным обязательствам и за счет фирмы-изготовителя. На 4–5 годы эксплуатации самосвалов основной объём расходуемых средств связан с проведением капитальных ремонтов агрегатов и узлов (которым соответствуют пики норм расхода запасных частей).


Рис. 4 Распределение затрат на эксплуатацию и обслуживание парка самосвалов различных фирм


В заключительный период, когда машина приближается к моменту списания, капитальные ремонты узлов и агрегатов не проводятся (они дорабатывают свой ресурс), а приобретение запасных частей и расходных материалов планируется только на ТО и неплановые ремонты, объём которых заметно возрастает (рис. 4).


Удельные расчётные затраты на эксплуатацию и обслуживание парка самосвалов иллюстрируют диаграммы, представленные на рис. 5.


Рис. 5 Удельные затраты на эксплуатацию, ТО и ремонты карьерных самосвалов за расчётный 9&летний период


На рис. 6 представлена диаграмма распределения чистой приведенной величины дохода за расчётный 9-летний период (при ставке на перевозку 7.3 руб./т·км)


Рис. 6 Динамика чистого приведённого дохода при использова& нии автосамосвалов различных фирм


Представленные результаты расчётов позволяют сделать вывод, что для транспортирования горной массы на расстояние 6 км с её подъемом на 90 м наиболее предпочтительны по всем технико-экономическим показателям самосвалы грузоподъемностью 90 т фирм Terex, Komatsu и Caterpillar. Рассмотренный в статье подход к обоснованию формирования парка оборудования, основанный на разработанном методе учёта изменения динамики показателей работы различных типов самосвалов в течение срока их службы («жизнь машин»), позволяет с высокой степенью точности определить наилучший (с точки зрения инвестирования) вариант структуры парка.


Табл. 3 Динамика расчетных суммарных затрат на владение, эксплуатацию, ТО и ремонты парков самосвалов


Приведенные расчёты, подтверждают, что инвестиционные проекты, связанные с приобретением машин мирового класса и высокими затратами в начальном периоде, по основным критериям эффективности представляются более привлекательными, чем менее затратные проекты (связанные с приобретением автосамосвалов БЕЛАЗ), благодаря высокой производительности и наработки на линии каждой транспортной единицы в течение всего срока её службы.