鐵礦山生產(chǎn)過程的時間管理模式

徐曉東 付明宇 趙 劍 賈永強3

（1.內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司；2.內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司巴潤礦業(yè)分公司）

大型鐵礦山生產(chǎn)過程中純作業(yè)時間占比及系統(tǒng)效率對礦山生產(chǎn)能力有著較大的影響，采礦系統(tǒng)穿孔、爆破、采掘、運輸、排巖各系統(tǒng)如何有效銜接、穩(wěn)定運行，是對生產(chǎn)組織的巨大考驗。巴潤礦自2020年開始實施時間管理，不斷減少“非作業(yè)時間”占比，增加“純作業(yè)時間”，同時提高各工序間的有效銜接，避免無效作業(yè)時間占比過高，從而導致整體系統(tǒng)效率及生產(chǎn)能力降低。通過數(shù)據(jù)分析開展時間管理，減少故障時間、停電時間、待命時間等非作業(yè)時間，不斷提升生產(chǎn)組織管理水平，統(tǒng)籌推進安全管理、設備管理及檢修質量，多措并舉減少被動停機時間，探索實現(xiàn)設備“智能化”“自動化”的新方法，確保生產(chǎn)穩(wěn)定順暢。本研究對巴潤礦生產(chǎn)過程的時間管理模式進行總結分析，供相關研究參考。

1 生產(chǎn)過程時間管控模式構建

1.1 增加純作業(yè)時間管理，系統(tǒng)提升效率

構建生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)分析和時間管控模式，提升系統(tǒng)效率，對企業(yè)高質量發(fā)展有非常重要的作用。任何一個制造企業(yè)生產(chǎn)過程的時間構成均分為作業(yè)時間和非作業(yè)時間，通過增加作業(yè)時間，壓縮并合理利用非作業(yè)時間，使生產(chǎn)系統(tǒng)的效率發(fā)揮到極致，實現(xiàn)利潤的最大化［1-3］。本研究“構建生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)分析和時間管控模式，提升系統(tǒng)效率”是指制定生產(chǎn)過程中各項工作時間的消耗定額，努力減少不創(chuàng)造價值的時間，高效率、高質量完成既定的生產(chǎn)任務。

1.2 礦山實現(xiàn)高質量發(fā)展的必然選擇

在國際鐵礦石價格持續(xù)高漲的大背景下，全面提升產(chǎn)能，有助緩解礦山成本壓力，給礦山發(fā)展帶來重大機遇。2020 年包鋼巴潤礦生產(chǎn)經(jīng)營任務艱巨而繁重，面臨諸多困難和挑戰(zhàn)：①采礦系統(tǒng)受靠界進度滯后、邊坡穩(wěn)定性差、爆破質量不穩(wěn)定、重點建設工程與正常生產(chǎn)交叉作業(yè)、主體設備超期服役、爆破施工人員短缺等影響，采場礦石生產(chǎn)能力已達上限［4-6］；②選礦系統(tǒng)受難選礦石占比升高、品位低、各系統(tǒng)處理量遠超設計指標、故障率逐年增加等影響，生產(chǎn)極不穩(wěn)定；③礦漿系統(tǒng)來礦量不穩(wěn)定、選礦生產(chǎn)量超過礦漿輸送量、輸入量與輸出量波動大，影響各選廠穩(wěn)定生產(chǎn)運行，增加運輸成本、水耗，縮短了管道使用壽命。

以上諸多因素，造成2020 年巴潤礦的生產(chǎn)組織面臨很大的困難。因此，有必要詳細分析制約系統(tǒng)生產(chǎn)的瓶頸因素，利用精益管理的思想，精細化組織生產(chǎn)，消除過程中的各種浪費、提升工作效率，才能完成既定的全年生產(chǎn)任務，實現(xiàn)企業(yè)高質量發(fā)展。

1.3 實施時間管理的目標和方案

圍繞“穿孔、爆破、采裝、運輸、破碎、磨選、精礦輸送、尾礦排放”主流程，運用多種創(chuàng)新方法、工具開展精益生產(chǎn)管理，消除生產(chǎn)過程中存在的設備故障多、停滯、換型、信息不暢通等問題，制定詳細工作目標：①精益生產(chǎn)組織，以電鏟、大型運礦車、破碎機、球磨機、精礦濃縮、尾礦濃縮等主體設備為中心，以大數(shù)據(jù)分析為基礎，運用精益思維，縮短非作業(yè)時間、提升效率；②開展精準爆破、精細化配礦、采選輸各系統(tǒng)實現(xiàn)準時化拉動，生產(chǎn)、檢修實現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動［7］；③設備系統(tǒng)合理安排檢修時間、提升檢修效率與質量，努力提升設備運行保障能力；④明確各部門的職責，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時共享，加強各部門間的協(xié)調配合，服務生產(chǎn)。

2 具體成效

2.1 以探采對比為依據(jù)，提高基礎資料準確性

地質資料是制定采礦生產(chǎn)組織計劃的依據(jù)，其可靠程度直接影響采礦生產(chǎn)大局。為了繪制指導性更強、準確性更高的地質圖，收集了巴潤分公司采場2010年至今所有爆區(qū)的質量圖，將每一個段高的質量圖繪制在對應的水平標高上，并在礦石區(qū)標明該爆區(qū)的礦石的原礦品位、原礦S 含量、精礦S 含量、磨礦粒度及精礦品位。在制定生產(chǎn)計劃時，將分層平面圖與上一臺階的探采對比圖做對比，保證當月計劃爆破的礦巖區(qū)質量合格，為配礦工作打好基礎［8-10］。

2.2 “以爆代破”技術、“高效分離爆破”技術的集成應用

開展以改善礦石區(qū)爆破質量、降低礦石損失貧化的爆破技術攻關。通過優(yōu)化爆破技術參數(shù)、利用數(shù)碼電子雷管合理設置起爆網(wǎng)絡延期時間以及炮孔極限裝藥量、精細化組織爆區(qū)施工等措施，宏觀上降低礦石塊度，微觀上增加礦石內(nèi)部“受傷害”程度，為提升采裝、破碎工序的工作效率創(chuàng)造條件。利用數(shù)碼電子雷管延期精準、延期時間可根據(jù)需求任意設置的優(yōu)勢，并結合地質資料精準界定礦巖交界部位，實現(xiàn)了礦巖混合爆區(qū)的一次爆破礦巖高效分離爆破技術，對于提高礦石回收率，降低礦石貧化率，減少選廠入選廢石混入率，對于巴潤分公司實現(xiàn)戰(zhàn)略資源精細化開采，提高開采經(jīng)濟效益具有重要意義［10-12］。

以上措施為實行精準配礦工作奠定了基礎，每班按照當班選廠生產(chǎn)需求進行配礦組織，將多個出礦點按照一定比例配合入破，將高低品位、不同性質的礦石進行綜合配比，滿足了選礦系統(tǒng)生產(chǎn)、質量要求，同時實現(xiàn)了資源的最大化利用。

2.3 “向時間要效率、向效率要質量”的高效剝巖生產(chǎn)組織模式

巴潤礦生產(chǎn)剝采比為9.5 t/t，是行業(yè)平均水平的3～5 倍，面對高剝采比帶來的繁重的剝巖任務，生產(chǎn)組織過程中根據(jù)設備性能合理匹配作業(yè)位置、爆區(qū)規(guī)模、作業(yè)空間等條件，充分發(fā)揮大型設備高效剝巖的優(yōu)勢。近年來由于生產(chǎn)組織不力、設備狀態(tài)劣化、人員操作技術水平下滑等因素，作業(yè)時間占比降低，如圖1所示。

通過綜合運用精益思維和大數(shù)據(jù)分析方法，梳理分析全年電鏟各項時間占比，分析制約設備作業(yè)時間的瓶頸因素，圍繞全面增加設備純作業(yè)時間，減少故障時間、停電時間、待命時間等非作業(yè)時間的目標，來提升系統(tǒng)效率。

2.4 “經(jīng)濟運行、系統(tǒng)提升”的精益選礦生產(chǎn)組織

選礦系統(tǒng)采取“分時入破、分倉儲存、分系列選別”的組織原則：破碎區(qū)混礦堆和磨礦倉至少預留5個位置連續(xù)的空倉，專門用來儲備含鐵巖石；含鐵巖石與礦石分時段分系列進行處理。同時，制定了《優(yōu)化中細碎系統(tǒng)生產(chǎn)方式，實現(xiàn)含鐵巖和混合礦快速切?！凡僮鳂藴剩瑢崿F(xiàn)持續(xù)加工，消除等待時間浪費。

以提高設備效率為目標，在確保穩(wěn)定運行的前提下，優(yōu)化各工序運行參數(shù)，適當增加磨選小時處理量，礦石處理系列小時處理量提升5 t/h，含鐵巖石處理系列小時處理量至少提升15 t/h。通過壓縮檢修時間，強化檢修質量，實現(xiàn)磨選作業(yè)率提升2% 以上［13］，結合設備臺效的提升進一步實現(xiàn)鐵精礦增產(chǎn)。梳理各系統(tǒng)存在的問題，特別是“咽喉”部位設備運行情況，制定設備、流程優(yōu)化改造方案，并逐步組織實施，不斷提高磨礦效率。

根據(jù)現(xiàn)階段設備運行情況，統(tǒng)籌安排設備大中修工作，如球磨機襯板更換、設備改造等。以提高磨選系統(tǒng)作業(yè)率為目標，在確保檢修質量的前提下，穩(wěn)步調整、壓縮計劃檢修時間，各系列月計劃檢修時間根據(jù)實際設備運行情況及時調整優(yōu)化。

針對破碎區(qū)域部分設備故障頻繁，影響破碎效率的問題，做實、做細各級設備管理工作，發(fā)揮設備管理體系各人員效能。針對故障頻繁部位、設備設施逐個制定改進措施，降低故障發(fā)生頻次。同時，全面實施設備管理網(wǎng)格化，建立操作崗位、班組長（專職點檢員）、技術人員和部門領導4 個層級的全員設備管理網(wǎng)格模式，進一步細分設備管理職責，夯實設備基礎管理，責任到人［14］。

2.5 “滿載順暢、低耗高效”的準時化拉動生產(chǎn)運營模式

通過分析制約管道系統(tǒng)輸送穩(wěn)定率低的主要影響因素，以提高管道系統(tǒng)整體輸送能力為出發(fā)點，結合準時化生產(chǎn)JIT 基本思路，建立以攪拌罐為緩沖庫存的準時化生產(chǎn)模式，聯(lián)動寶山礦業(yè)、民營選廠跨廠際成立了礦漿管道準時化拉動項目組織，對“準時化拉動生產(chǎn)”項目開展調研，統(tǒng)計分析各作業(yè)環(huán)節(jié)時間、產(chǎn)量、質量，分析各選廠的生產(chǎn)能力，明確在什么時間輸送多少鐵精礦，以及運行過程中的生產(chǎn)切換方式，形成礦漿管道準時化拉動期量標準運行圖，根據(jù)管道輸送能力排定各選廠輸?shù)V計劃，統(tǒng)籌安排檢修工作。同時，以管道輸送能力770 t/h 為末端拉動點，以攪拌槽為緩沖庫存，設立“紅黃綠區(qū)”觸發(fā)機制，各選廠按照期量標準，有效調控、確保礦漿輸入輸出量均衡［15］。

電子看板可實現(xiàn)廠與廠、工序與工序之間的信息傳遞，是促進準時化生產(chǎn)的重要工具。為充分發(fā)揮目視管理作用，通過籌建電子看板——礦漿管道準時化拉動信息管理共享群，共享內(nèi)容包括緩沖庫存信息、各選廠產(chǎn)量、設備運轉等內(nèi)容，實現(xiàn)生產(chǎn)工序實時監(jiān)控和臨界預警功能，成員涵蓋各選廠領導、相關生產(chǎn)管理人員共77 人，由生產(chǎn)技術部統(tǒng)一協(xié)調指揮，實現(xiàn)了礦漿管道準時化拉動生產(chǎn)。

3 結 論

（1）通過綜合采取管理創(chuàng)新舉措，生產(chǎn)組織逐漸朝精細化方向邁進，生產(chǎn)節(jié)奏更加緊湊，穩(wěn)步按計劃完成各項生產(chǎn)經(jīng)營任務，采礦系統(tǒng)全年完成采剝總量11 676 萬t，超計劃1 276 萬t，鐵礦石超產(chǎn)118.25 萬t，含鐵巖石超產(chǎn)196.33 萬t；選礦系統(tǒng)生產(chǎn)鐵精礦329.84 萬t，超計劃19.84 萬t，創(chuàng)歷史最好水平；礦漿系統(tǒng)建成以來首次突破600 萬t 大關，全年共輸出鐵精礦621.88 萬t，較550 萬t 設計能力提升71.88 萬t，實現(xiàn)了采、選的安全、環(huán)保、高效生產(chǎn)。

（2）通過堅定不移推進“時間管理”模式，充分運用精益思想，進行大數(shù)據(jù)分析，采、選、輸各生產(chǎn)工序效率提升明顯。2021 年采礦系統(tǒng)作業(yè)時間占比達66.04%，較上一年提升了8.04%，其他非作業(yè)時間同步減少；磨選系統(tǒng)作業(yè)時間占比為90.86%，較上一年提升了0.69%；管道系統(tǒng)作業(yè)時間占比為97.2%，較上一年提升了0.4%。全面實施“以爆代破”工程，采礦設備效率、破碎區(qū)域臺效提升明顯，粗破碎的臺時效率為2 485 t/h，較去年提升了6.1%；碎石機油耗明顯降低，較上年節(jié)約了13.1%。