Kustannus- ja tuotantotehon optimointi kiviainesmurskaamolla

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli löytää mahdollisia kustannus- ja tuotantotehoa parantavia ratkaisuja turvallisuutta unohtamatta. Työssä perehdytään ratkaisujen käytännön etuihin ja ongelmiin. Kustannus- ja tuotantotehon ratkaisuja haetaan ominaispanostuksen muutoksen, murskauskalustovalintojen ja lisälaitteen kautta. Laskennan pohjana käytetään tela-alustaisen murskauslaitoksen murskauksessa toteutunutta tuotantodataa. Tuotantodatan kautta saatiin laskettua ominaispanostuksen 10 prosentin noston vaikutus tuotantotehoon 0/16/32 ja 0/32 tuotannossa. Tuotantoteho kasvoi aina, mutta hidastuvasti ominaispanostusta kasvatettaessa käytössä olevalla murskauskalustolla. Tuotantoteho nousi suhteessa enemmän, kuin ominaispanostus, ominaispanostuksen noustessa aina 1,00 kg/m3 saakka. Noin 1,00 kg/m3 ominaispanostus määriteltiin kustannusoptimaaliseksi pisteeksi, kun murskaus ja louhinta kustannusjakauma ei ole tiedossa. Ominaispanostuksen kasvattamisesta johtuva 0/16/32 tuotannossa syntyvän hienoaineksen osuuden lisääntyminen ei laskenut murskaimen tuottoa käytettyjen vertailuhintojen perusteella. Kasakuljettimen käytön laskennallinen kustannussäästöstä syntyvä hyöty saatiin selvittämällä pyöräkuormaajasta syntyvät käyttökulu. Kustannussäästöjen kautta kasakuljettimen investointi muuttuu kannattavaksi noin 30 prosentin tehokkaalla käyttöasteella. Kasakuljettimen käytöllä saavutettiin muita hyötyjä esimerkiksi turvallisuudessa ja resurssoinnissa, joiden suoraa vaikutusta kokonaistuotantoon on vaikea arvioida. Välimurskaimen lisääminen prosessiin ennen jälkimurskainta nosti murskaustehoa tuotantodatan perusteella noin 20 prosenttia. Kustannustehokkuuden kasvutavoite 40 prosenttia toteutuu tilanteessa, jossa tuotannon jatkuminen saadaan taattua useammalla murskaimella. Kustannustehokkuus saavutetaan pienemmällä tuotantoteholla, kun murskaimen käyttövoimana käytetään ulkopuolista voimanlähdettä. Kustannussäästöjen yhteisvaikutus jäi selvittämättä datan puutteen vuoksi. Käyttövarmuutta ja tuotantotehoa nostavien tekijöiden kautta saavutetaan merkittävimmät kustannussäästöt tilanteissa, joissa murskaustuotantoaika on rajoitettu. Kustannussäästöjen saavuttaminen näiden keinojen avulla edellyttää kiviainesalueiden uniikkien ominaispiirteiden huomioimista. Hyvän alue- ja tuotantosuunnittelun avulla voidaan vaikuttaa huomattavasti kiviainesmurskaamon kannattavuuteen Suomen markkinoilla.

The objective of this thesis was to identify cost- and production-efficiency improvements without compromising safety and production regulations. The study examines the practical advantages and challenges of these solutions. Solutions for cost and production efficiency were sought through adjustments in usage of explosives for mining, equipment selection for crushing, and additional attachments to ease crushing process. The calculations are based on actual production data from track based movable crushing plants operations. Through production data, the impact of a 10 percent increase in usage of explosive per mined cubic meter on production efficiency in 0/16/32 and 0/32 production was calculated. Production efficiency consistently increased, though at a decelerating rate, as the usage of explosives was raised with the available crushing equipment. Production efficiency increased proportionally more than the proportional usage of explosives rose to 1.00 kg/m³. This level, around 1.00 kg/m³, was defined as the cost-optimal point when the cost distribution between crushing and blasting is unknown. The increase in fine material in 0/16/32 production due to increased usage of explosives did not reduce crusher yield when calculated with available reference prices. The calculated benefit of using a stacker conveyor was determined by assessing the operating costs associated with a wheel loader. Due to cost savings, investment in a stacker conveyor becomes profitable at an efficient utilization rate of approximately 30 percent. Additional benefits of the stacker conveyor included improvements in safety and resource allocation, though the direct impact on overall production was difficult to quantify. Adding secondary crusher to the process before the final crusher increases crushing efficiency by about 20 percent. The target of a 40 percent increase in cost-effectiveness is achieved when production can be maintained with multiple crushers while keeping product prices stable. Cost-effectiveness is achieved at a lower production rate if an external power source can be used for the crusher. The cumulative effect of cost savings was not determined due to lack of data. When production time is limited, the most significant cost savings are achieved by factors that improve reliability and production efficiency. To achieve cost savings with these methods, it is essential to consider the unique characteristics of each aggregate site to prevent possible additional costs. Effective area and production planning can substantially influence the success of a crushing plant in the Finnish market.