книги из ГПНТБ / Иванов, В. А. Интенсификация производства на горнорудных предприятиях

3,7%, коэффициента использования очистного забоя во времени на 2,8%, календарного времени работы участка (часов) в году на 6,6%. Она также уменьшается на 2,8% при снижении на 10% числа забоев на участке.

Нагрузка на очистной забои зависит от степени использова­ ния применяемого оборудования. Использование оборудования правильнее определять по интегральному коэффициенту, кото­ рый является произведением коэффициента использования обо­ рудования по календарному времени на коэффициент его ис­ пользования в течение смены пли на коэффициент нагрузки оборудования.

Использование машин, определяющих нагрузку на очистной

ва, требуемого количества и качества выдаваемой руды и, ко­ нечно, от применяемых систем разработки.

Для выяснения основных направлений возможной интенси­ фикации процессов очистной выемки приводятся некоторые общие данные о производстве и расстановке рабочих на под­ земных работах.

Общая добыча железной руды подземным способом харак­ теризуется незначительной долей руды, поступающей из под­ готовительных и нарезных выработок. Так, на 1000 т добытой железной руды в 1970 г. на подземных рудниках СССР прихо­ дилось 5,38% (в 1972 г. 5,23%) руды из подготовительных и нарезных выработок, или в пересчете на длину 0,91 м (1972 г. 0,87 м) подготовительных и 5,85 м (1972 г. 5,39 м) нарезных выработок, среднее сечение которых соответственно состазпло

7,1 и 3,82 м2.

Сокращение удельной длины подготовительных и нарезных выработок достигнуто за счет размещения горизонтов выпуска руды на уровне основного откаточного горизонта (рудник им. Коминтерна, «Таштагол» и др.) и в ортах-заездах. Внедрение бу­ ровых и геофизических методов опробования рудного массива позволило уменьшить объем разведочных выработок. Увеличе­ ние расстояния между выработками скреперования (рудник им. Дзержинского) позволило сократить количество нарезных выра­ боток. Это достигнуто в результате совершенствования техники и технологии бурения скважин станками глубокого бурения и штанговых скважин телескопными тяжелыми перфораторами. В 1972 г. в очистных забоях отбойка железной руды глубокими скважинами доведена до 85,1% (1970 г. 75,3%), скважинами штангового бурения составила 5,8% (1970 г. 15,8%)- В соответ­ ствии с этим увеличилась добыча руды прогрессивными систе­ мами разработки. В 1972 г. добыча руды этажно-камерной си­ стемой составила 17,1%, подэтажными штреками 16,5%, подэтажиым обрушением 42,3%, этажным принудительным обрушением 20,8%. Как правило, отбойку руды в очисных забо­

100

ях при этих системах ведут с применением скважин глубокого бурения и штанговых.

Улучшилась технология процесса погрузки руды из очист­ ных забоев в транспортные средства. Доля погрузки руды из люков сократилась с 73,2% в 1970 г. до 67% в 1972 г. Вместо обычных люков стали применять вибролюки, с помощью кото­ рых в 1972 г. было погружено 15,6% всей руды. Погрузка руды виброустановками увеличилась с 4% в 1970 г. до 8,7% в 1972 г. Например, применение виброустановок на рудниках им. Ленина и им. Коминтерна позволило в 1972 г. повысить сменную произ­ водительность труда рабочего на выпуске руды до 723 т по сравнению с 201 т при скреперной доставке.

В 1972 г. выработка одного подземного рабочего криворож­ ских шахт составила от 1137 до 2894' т руды или примерно (по числу отработанных дней в году) 15 т/смену. Если исключить из расчета рабочих по обслуживанию механизмов, ОТК и прочих, то и в этом случае выработка подземных рабочих будет нахо­ диться в пределах 20 т/смену. Для крупных криворожских под­ земных рудников такой показатель говорит о возможностях по­ вышения в 1,5—2 раза производительности труда прежде всего за счет интенсификации основных видов работ.

Рационализация работ на поверхности шахт позволила повы­ сить долю подземных рабочих в горном отделе рудников Криво­

бочих основных профессий характеризовался следующими дан­ ными, %:

При анализе эффективности очистных работ очень важно определить понятие очистного забоя. В общем случае очистным забоем можно назвать пункт, примыкающий к очистному про-

1 0 t

страиству, из которого ведут выпуск и доставку взорванной ру­ ды, т. е. скреперный штрек или орт с дучкамп, выработка для

увеличился с 12,1% в 1965 г. до 20% в 1972 г., а их производи­ тельность на 68%, все же эти показатели остаются низкими. Од­ ним списочным станком выбуривают за смену от 6 до 31 м сква­ жин, которыми отбивают не более 500—600 т руды. Если увели­ чить использование станков по календарному времени на основ­ ной работе в течение смены хотя бы до 45%, то даже при снижении

тех же станков в пересчете на отбитую руду увеличится вдвое. В результате увеличения высоты отбиваемого слоя руды с 10 до 30 м на руднике им. XX партсъезда повысились затраты на бу­ рение и взрывание скважин на 32%, а также выросла трудоем­ кость заряжания на 10%. Таким образом, уменьшение средней длины скважин до 15—20 м приводит к увеличению скорости бурения. При этом может увеличиться доля высокопроизводи­ тельного штангового бурения, с помощью которого отбивают 24—25% руды. Опыт показывает, что штанговое бурение весьма эффективно; оно может в ряде случаев успешно заменять буре­ ние скважин станками НКР-Ю0М.

Улучшение качества отбойки руды позволит значительно уве­

с 5,9% в 1965 г. до 10,5% в 1972 г., а их годовая производитель­ ность с 19,1 тыс. т до 26,7 тыс. т. Все же сменная производи­ тельность скреперных лебедок остается низкой и находится в пределах 94—255 т (в среднем 186 т).

Имея в виду, что около 95% руды до настоящего времени до­ ставляется скреперными лебедками, лучшее их использование на ближайшие годы — одно из существенных условий интенси­ фикации очистных работ. Однако использование лебедок на ос­ новной работе в течение рабочей смены не превышает 40—60%. По расчетам Криворожского НИГРИ, улучшение дробления ру­ ды взрывом, сокращение расстояния доставки и объема вторично­ го скреперования (которое достигает 30%), улучшение вентиля­ ции в выработках доставки, создание емкостей для доставлен­ ной руды, более полное использованію лебедок в течение суток позволят увеличить их сменную производительность до 250—

102

300 т. Имеющиеся машины (ПДВ-2, ППН-2Г и некоторые дру­ гие) не полностью отвечают требованиям мощных отечественных железных рудников. Наилучшими погрузочными машинами пока являются машины ПНБ-2к и ПНБ-Зк, которые еще нуждаются в совершенствовании и применения на очистных работах пока еще не нашли. Создание сравнительно универсальной и высоко­ производительной погрузочной машины — одно из актуальных условий повышения интенсивности ведения работ в шахтах.

Большое число (16%) подземных рабочих, занятых на креп­ лении нарезных (в основном доставочных) выработок, может быть снижено за счет сокращения затрат труда (и материаль­ ных затрат) на поддержание и восстановление разрушенной или поврежденной массовыми взрывами крепи. Совершенствование способов заряжания скважин и ускорение в несколько раз про­ цессов заряжания позволяет отказаться от взрывов, вызыва­ ющих большие разрушения. Значительное расширение области применения штанговой крепи подэтажных выработок — один из путей сокращения трудоемкости крепления.

Сокращение длины доставочных выработок в результате от­ каза от выпуска руды через дучки и внедрение погрузки руды непосредственно в средства транспорта — наиболее эффектив­ ные пути снижения расходов на крепление. Так, исследования НИГРИ и КГРИ показали, что на рудниках им. Дзержинского и им. Кирова в блоке высотой 80 м с подэтажами по 40 м и запа­ сами руды 1,9 млн. т из общей стоимости первичного крепле­ ния выработок (192,2 тыс. руб.) на крепление сопряжений вы­ пускных дучек со штреками скреперования приходится более 27%, на штреки скреперования 38%, на крепление вентиляцион­

те унификации сечений выработок и типов крепи. Целесообразно внедрять комбинированные штангово-рамные (в том числе пря­ моугольные) крепи. Внедрение комбинированных крепей позво­ лит снизить трудоемкость крепления и более полно извлекать металл и лес при погашении.выработок.

Сокращение срока службы выработок, особенно доставочных выработок в условиях шахт Кривбасса, значительно снижает расходы на крепление. По данным НИГРИ, дополнительные за­ траты на перекрепление доставочных выработок из-за длитель­ ного срока службы и воздействия взрывных работ достигают в среднем 30% первоначальных. В 1972 г. на шахтах бассейна бы­ ло перекреплено около 30—40% доставочных выработок при расходах на перекрепление 20 руб/м.

Сократить срок службы выработок можно путем концентра­ ции очистных работ, включая проведение нарезных выработок.

103

Особенно эффективно было бы широкое внедрение системы под­ этажного обрушения с торцовым выпуском. Для этого в бассейне есть все необходимые условия. Так, проведение нарезной выра­ ботки можно вести с помощью погрузочной машины (ПІТБ-Зк) и навесного к ней бурового оборудования. Сразу же после про­ ведения выработки на необходимую длину тем же, оборудова­ нием в обратном порядке можно вести отбойку руды штанговы­ ми скважинами и отгрузку ее из забоя под скрепер, которым хо­ рошо дробленная взрывом руда доставляется в рудоспуски. Имея в виду производительность машины ПІТБ-Зк и возможность в те­ чение смены выбуривать по мягким рудам до 150 м штанговых скважин, с одного забоя в сутки можно получать до 700—800 т руды и до минимума сократить срок службы нарезных вырабо­ ток.

Раздавливающие усилия, возникающие при массовых взрывах глубоких скважин во время отбойки руды в блоках на мощных залежах, настолько велики, что появился вариант системы под­ этажного обрушения, при котором выработки горизонта достав­ ки проводят после отбойки (обрушения) руды вертикальными слоями на компенсационную щель. При этом потребовалось уве­ личить расстояние между выработками выпуска и доставки, по­ высить сечение и уменьшить число дучек. На шахте «Саксагань» достигнуты показатели, приведенные в табл. 21.

Таблица 21

Выработки доставки,

Внедрение механизированного заряжания скважин гранули­ рованными ВВ при отбойке руды на шахтах Кривбасса яви­ лось крупным шагом в совершенствовании и интенсификации производства взрывных работ. В результате увеличения примене­ ния гранулированных ВВ в 1972 г. доля аммонита № 6 ЖВ сни-

104

зилась до 10%, аммонита порошкообразного до 0%; а доля ам­

миачной селитры возросла до 12% и гранулированных ВВ до>

78%.

Освоена технология заряжания восстающих (под углом 70—90°) скважин увлажненными гранулированными ВВ с по­ мощью пневмозарядчиков УЗДМ-1 и УЗС-1500. Один зарядчик УЗДМ-1 в течение смены размещает в скважинах 6,8 т ВВ; за­ траты труда на заряжание скважин 0,7—1,4 чел-смены на 1 т ВВ, стоимость заряжания 1 т ВВ значительно снижается. Осо­ бенно эффективно взрывание с помощью игданпта, стоимость которого в 2,5—3 раза ниже зерногранулитов и аммонитов.

На внутришахтном транспорте работает 13,8% рабочих, в том числе машинистов электровозов 50%, люковых провожатых 24%г канавщпков и ремонтников пути 3,2% и прочих рабочих 15%.

ризонтах целесообразно внедрять вагонетки грузоподъемностью' до 50 т и поезда полезной массой до 350 т. Постепенная замена глухих 10- и 5-тонных шахтных вагонеток вагонетками большой грузоподъемности — одна из реальных возможностей повыше­ ния интенсивности работы шахтного транспорта. Резервы улуч­ шения работы подземного транспорта весьма значительны. Так,, по данным Криворожского НИГРТІ, один электровозный локоыотивосостав в среднем по бассейну перевозит в смену 250— 350 т руды, а на отдельных шахтах («Гигант», № 1 им. Артема) 600 и даже 1000 т. Интегральный коэффициент использования электровозов (в основном типа 14КР) 16% также говорит о больших резервах интенсификации шахтного транспорта. Невы­ сокая производительность локомотивосоставов в основном явля­ ется результатом разбросанности пунктов погрузки, низкой ско­ рости погрузки составов, недостатков в организации разгрузки составов( разделение руды на потоки, очистка вагонеток и др.)„ устранение которых может увеличить производительность локомотнвосоставов на 12—15%.

Численность рабочих по обслуживанию механизмов (19,8%) может быть уменьшена за счет улучшения организации ремонта оборудования и ухода за ним. При наличии на всех рудниках механических мастерских целесообразно сократить объем ре­ монта в подземных условиях. Следовало бы внедрить практику выдачи в аренду (а не в собственность) шахтам исправного оборудования с определенным сроком его службы и установ­

ленной оплатой.

Повышению интенсивности очистных работ способствует уве­ личение извлечения металла с рудой из недр. На шахтах Мини­ стерства черной металлургии СССР в 1972 г. при норме 19% фактические потерн составили 18,4%, а разубожпванпе руды: 13.2%.

105'

На отдельных шахтах в 1972 г. потери и разубоживание руды характеризуются данными, приведенными в табл. 22.

Таблица 22

Приведенные данные показывают, что при добыче богатых окисленных руд в Кривбассе и на ЗЖ РК допускается меньшее разубоживание руды, чем на шахтах, добывающих магнетитовые руды, которые хорошо обогащаются по магнитным схемам.

Практика показала, что существенно снизить потери и разубоживание при добыче окисленных руд системами с обрушени­ ем и этажно-камерными нет возможности. Поэтому наиболее ре­ альная возможность борьбы с потерями и особенно с разубоживанием руды — это внедрение систем с закладкой. В Криво­ рожском бассейне, где имеется достаточное количество подготов­ ленных для использования в качестве закладки отходов обога­ тительных фабрик, применение на отдельных рудниках систем с закладкой не вызовет больших осложнений.

Резервы снижения потерь руды на действующих рудниках все же имеются. Например, можно резко снизить потери руды во время выемки целиков при этажно-камерных системах путем предварительного заполнения камер породой. Это не составит

306

большого труда в условиях Криворожскго бассейна, но дни по­ следующей выемки целиков создаст более благоприятные ус­ ловия.

Для стимулирования снижения потерь можно предложить следующие меры:

установить технически и экономически обоснованные норма­ тивы оставления руды в недрах и снижения содержания металла в добытой руде при разработке месторождения;

улучшить геолого-маркшейдерский контроль за полнотой из­ влечения руды (металла) при добыче и учет потерь при перера­ ботке. Такой контроль позволит выявить достигнутую экономию при более полном по сравнению с нормами извлечении металла; оставлять в распоряжении предприятия сумму сэкономлен­ ных средств, полученную за счет более полного извлечения ме­ талла по сравнению с нормативами при добыче и обогащении; установить поощрение работников, которые обеспечили сни­

жение потерь металла, за счет полученной экономии; периодически, по мере значительного усовершенствования

технологии добычи и обогащения руды, уточнять нормы извле­ чения металла из недр и потерь на фабриках;

освободить на определенный срок предприятие от норматив­ ных платежей за продукцию, полученную в результате дополни­ тельного (по сравнению с нормативами) извлечения металла, ис­

Совершенствование техники и технологии добычи железной руды (на подземных рудниках Кривбасса) приводит к улуч­ шению структуры производственных затрат (табл. 23; в про­ центах) .

Опыт работы зарубежных рудников

В зарубежных странах приблизительно на 100 рудниках ежегодно под­ земным способом добывается 125—130 млн. т сырой железной руды, но до­ ля этого способа в общей добыче не превышает 15—20%. Более 60% добы­ ваемых подземным способом железных руд обогащается, в том числе с последующим окускованием железных концентратов.

В штате Миссури (США) с 1968 г. работает небольшое горно-обогати­ тельное предприятие «Пайлот Ноб», на котором добывают магнетитовую ру-

107

Применяются системы камерно-столбовая и подэтажных штреков. Рудное тело длиной около 840 м в верхней части залегает под углом 40—50°, а на глубине переходит почти в горизонтальное. Месторождение вскрыто двумя шахтными стволами круглого сечения: рудоподъемным глубиной 400 м соскипами грузоподъемностью по 20 т и вентиляционным. На подземных рабо­ тах применяется 9 погрузочно-доставочных дизельных машин (п.д. м.) с ковшами емкостью 3 м3 и одна емкостью 1,2 м3; 10 дизельных буровых ка­ реток п машина па пневмоколеспом ходу для уборки выработок; 4 трактора

сечения. Выпущенная на откаточную выработку руда доставляется к рудо­ спускам и по ним к дробилке, из-под которой конвейером транспортируется к автоматически работающему скиповому подъему. Перед загрузкой в дро­ билку руда проходит через грохот с щелыо 150 мм. На фабрике руда из­ мельчается в мельнице мокрого самоизмельчения диаметром 8,1 м и подвер­ гается магнитной сепарации. Обезвоженный концентрат окомковыпается и

ром 1,2 м. Применяется система блокового обрушения. Па откатке руды ис­ пользуют 13-тонные саморазгружающпеся через дно вагонетки. Состав из 10 вагонеток электровоз доставляет к автоматически действующим дробиль­

машине, которая используется во времени на 97%.

На руднике «Грейси» в Пенсильвании (США) добывают магпетитовуюруду с содержанием 44% железа, в том числе 37% магиетитового. Место­ рождение представлено залежью мощностью 75 м, залегающей под углом 70°. По дучкам сечением 2x1,5 м руда выпускается из обрушенного блока, затем скреперами доставляется в рудоспуски, из-под которых п. д. м. загружается в откаточные вагонетки грузоподъемностью по 20 т. Электровозы доставля­

выработки в пределах рудного тела бетонируются. На фабрике руду обо­ гащают по магнитной схеме флотацией хвостов магнитной сепарации, из. которых извлекают ипритный концентрат. Концентрат с содержанием 68% железа окомковывается. Когда на руднике добывали 3 млн. т руды, сменная производительность труда подземного рабочего по горной массе составляла

Выпущенная из блоков руда доставляется и. д: м. к концентрационному ру­

для загрузки из дучки и в случае зависания руды может быть использован

108

зшем 65% железа и 6% кремнезема. При этом имеется в виду, что окатыши >будут получать из руды, содержащей 27,4% магиетитоцого железа при рас­

7.5 м, длина камер 280 м. По проекту, рудное тело вскрывается вентиляцион­ ным (диаметр 5,1 м) и рудоподъемным (сечением 9,9x8,4 м) стволами с полностью автоматизированным двухконцевым скиповым подъемом. Грузо­ подъемность скипа 20 т. Под з е м л е й руда подвергается дроблению в две

■стадии.

При подсчете затрат принято, что выемка 1 т руды нз подготовительных работ в два раза дороже, чем руды из очистных; руда из передового забоя камеры обходится в 1,5 раза дороже, чем руда при отбойке на уступах.

Сменная производительность труда фактически работающего на добыче руды запроектирована в размере 63 т и списочного персонала 43 т.

жин диаметром 100 мм двумя станками с погружными пневмоударниками. Считают, что каретки на пневматическом ходу обеспечат бурение скважин диаметром 50 мм со скоростью 7,6 м/ч на каждый перфоратор и диаметром 100 мм со скоростью 5,25 м/ч. Передовой забой за цикл передвигается на 3.6 м, при котором отбивают 1765 т руды. На уступах в камере намечено применять две двухперфораторные каретки н два станка с погружными пневмоударниками диаметром 140 мм. Скорость бурения скважин диаметром 140 мм принята 4,5 м/ч. Подвигание уступа при взрыве трех рядов скважин

11,25 м (около 5000 т руды).

Взрывание скважин в передовом забое предусматривается вести металлнзованной суспензией аммиачной селитры (расход 550 г/т) и на уступах комбинацией металлизованной суспензии и смесью АС—ДТ (400 г/т), заря­ жание с помощью автомобильной смесптслыю-насоспой установки. Штанго­ вую крепь намечено устанавливать по сетке 2X2 м в шпурах диаметром 38 мм, бурение шпуров и установку штанг диаметром 25 мм выполнять с помощью автомобильных буровых кареток. Для погрузки и доставки руды предусмотрены пневмоколесные погрузчики с ковшом емкостью 3,8 м3 и самосвалы грузоподъемностью 31 т. Ожидаемая производительность погруз­ чика 1700 т/смену руды. На фабрике руда обрабатывается по обычной тех­ нологии обогащения магнетитовых таконптов с последующим окомкованнем концентратов и обжигом комков. Проектные удельные капитальные затраты

31 т. На железорудных шахтах 'фирмы «Арбед» фактическую производитель­ ность труда (34 т/смену) планируют увеличить до 46 т/смену по руднику.

109