книги из ГПНТБ / Дайрбеков Ж.О. Проблемы эффективной и рациональной разработки рудных месторождений Казахстана

же забоя. Она эффективнее, если все определяющие факторы используются оптимально, с учетом особен­ ностей конкретных горно-геологических условий.

Интенсификация и, следовательно, концентрация внутри горного предприятия сопровождаются совер­ шенствованием систем разработок, повышением скоро­ стей буровых и проходческих работ, сокращением ко­ личества действующих горизонтов, участков, блоков, централизацией ремонтных и вспомогательных служб.

Как показывает опыт работы, на многих предприя­

Так, на крупном Миргалимсайском руднике горные ра­ боты одновременно ведутся на шести горизонтах, при­ чем удельный вес добычи руды составляет по четвер­ тому горизонту 5—12%, по седьмому — 4—14%, по десятому — 5—12%. Поддерживались в рабочем со­ стоянии десятки километров выработок, оборудован­ ных откаточными путями, трубопроводами, кабелями и т. д. Такая деконцентрация обусловливает длитель­ ность отработки отдельных горизонтов. Так, IV гори­ зонт отрабатывается уже 19 лет, VI горизонт — 15 лет, VII горизонт — 12 лет, «сдвоенный» IX горизонт — 10 лет.

Расчеты, выполненные «Гипроцветметом» и «ВНИИцветметом» показали, что такой же объем добычи ру­ ды мог быть достигнут при отработке только трех го­ ризонтов, при снижении стоимости основных фондов на 40%. При этом стоимость горно-капитальных выра­ боток снижается на 60%, а оборудования и машин — более чем на 30 %.

Переход с шести горизонтов на три снижает фон­ доемкость продукции с 12,8 до 7,7 руб. на 1 г добытой руды. Количество забойного оборудования и машин при такой концентрации горных работ уменьшается с 803 до 460, численность забойных рабочих сокращает­ ся на 43 чел. Значительно снижается потребность в транспортном оборудовании: количество электровозов с 75 уменьшается до 22, вагонеток — с 642 до 198. Ко­ личество рабочих транспортной службы сокращается с

лении и очистке выработок,— с 122 до 57 чел.

В то же время переход на отработку тремя горизон­ тами был затруднен тем, что, во-первых, сокращение

149

добычных горизонтов потребует большой организаци­ онной перестройки, в ходе которой будет трудно из­ бежать нарушения ритмичности работы рудников, во-вторых, интенсификация горных работ на верхних горизонтах значительно снижает среднее содержание свинца в рудах.

При концентрации горных работ на ограниченном числе горизонтов необходимо иметь твердый календар­ ный график перехода с подробной разбивкой горных работ по блокам и фиксацией сроков отработки гори­ зонтов. Потребуется также изменить существующую систему планирования содержания металлов в рудах.

На Белоусовском руднике одновременно отрабаты­ вается несколько маломощных залежей значительной протяженности. С 1969 г. в отбойке находится 29 бло­ ков ; в нарезке — 12; в подготовке — 8. Одновременно занято 220 перфораторов, 88 скреперных лебедок, 32 км трубопроводов, 4200 м резинового шланга. В среднем на один блок по добыче руды в смену приходится иметь всего 1,8 человека, на нарезке — 2,1. Не­ сложные расчеты показывают, что использование мощ­ ного оборудования, незначительные технологические изменения, в частности увеличение высоты блока в два раза, некоторый рост численности рабочих в блоке, по­ зволяют сократить срок отработки камер до 3—4 меся­ цев, повысить производительность блока до 1,8 тыс. т в сутки, или в пять раз.

Большую работу по интенсификации и концентра­ ции производства, особенно на очистных работах, про­ вел коллектив рудника имени XXII съезда КПСС Зыряновского свинцового комбината. Здесь в опытном по­ рядке начали внедрять одностадийную выемку при системе блокового обрушения. В 1963 г. удельный вес этого варианта достиг 44%, а в 1966 г.— почти 78%; в настоящее время одностадийная выемка применяется почти повсеместно. Внедрение одностадийной выемки уменьшило объем подготовительных работ почти на 20% и сократило сроки отработки блока на 30—40%. Наряду с этим были проведены серьезные усовершен­ ствования организационной структуры рудника и ме­ тодов организации управления: сократили количество участков, объединили службы, сократили число вспо­ могательных рабочих, внедрили самообслуживание в быткомбинате, автоматизировали и механизировали вспомогательные процессы. Эти меры позволили при

150

росте объема производства на 42% уменьшить факти­ ческую численность трудящихся на 815 человек.

При этом трудовые затраты на 1000 м3 горной мас­ сы сократились на 60 %, в том числе но основным рабо­

геологической и маркшейдерской службам и службе главного механика (включая мехмастерские) — на 87 и хозчасти (включая быткомбинат) — на 72%.

Многие авторы [217] утверждают, что процесс кон­ центрации производства на горных работах сдержива­ ется и даже происходит «деконцентрация» лишь пото­ му, что вышестоящие организации ежегодно планиро­ вали содержание металла в добываемой руде значи­ тельно выше фактического среднего содержания их во вскрытых и подготовленных запасах. Но это далеко не так. Конечно, в отдельных случаях ошибки не исклю­ чены. Но коренные причины кроются в организации ведения горных работ на предприятии.

Если дело только в системе «ошибок», в завышен­ ных годовых планах по содержанию металлов в добы­ той руде, то почему же, как правило, эти планы значи­ тельно перевыполнялись? Более того, известны много­ численные случаи (до введения нового порядка плани­ рования и материального стимулирования), когда пред­ приятия под разными предлогами, с представлением соответствующей горной графики, добивались сниже­ ния плана по содержанию металлов в добытой руде, а затем резко перевыполняли не только сниженные, но и первоначально установленные показатели.

Таким образом, объяснение многогоризонтности тем, что предприятия вынуждены вести выборочную отра­ ботку более богатых камер, блоков для выполнения планов, слишком упрощенное и малообоснованное. В данном случае действовали более глубокие и объектив­ ные причины, заложенные в общих недостатках суще­ ствовавшей ранее системы материального стимулировавания и планирования. Они были вскрыты в решениях сентябрьского (1965 г.) Пленума ЦК КПСС.

Кроме того, действуют и другие серьезные объек­ тивные причины. Во-первых, во многих случаях отри­ цательно сказывается недоразведанность флангов и верхних горизонтов месторождений, а также изменение промышленных кондиций в сторону их снижения. В результате руды, до этого числившиеся забалансовыми,

151

становились балансовыми, что вынуждало сдерживать отработку даже более богатых руд нижележащих го­ ризонтов, проходить ряд новых выработок для вскры­ тия и отработки бывших забалансовых руд. 'Так было со вскрытием и подготовкой верхних горизонтов на некоторых шахтах Джезказгана (шахты № 44, 45 и 31), на Березовском, Белоусовском рудниках, Ачисайском комбинате и некоторых других предприятиях.

Во-вторых, недостаточное "внимание уделяется гор­ нопроходческим работам в запланированных направ­ лениях. Имеет место практика, когда в планах преду­ сматриваются вскрытие и планомерная подготовка но­ вых шахтных полей или рудных залежей, а вследствие невыполнения планов рудные залежи в намеченные сроки не вводятся. В результате этого шахты и рудни­ ки, с одной стороны, вынуждены вовлекать залежи (хоть и с опозданием) в эксплуатацию, а с другой — пы­ таются компенсировать недостающий металл выбороч­ ной отработкой. Так было, например, с шахтами 55 и 57 в Джезказгане. Так дело обстоит и на большинстве горных предприятий.

Этими причинами, по нашему мнению, и объясня­ ются многогоризонтность и разбросанность горных ра­ бот.

Таким образом, решающим условием ликвидации многогоризонтности является скоростная целенаправ­ ленная проходка горных выработок в строгом соответ­ ствии с проектными решениями. Кроме того, надо на­ деяться, что планирование и учет добытого металла, а не добытой руды, значительно улучшат порядок от­ работки шахтных полей.

На большинстве горных предприятий с подземной добычей действовали и еще действуют утвержденные 10—15 лет тому назад нормативы подготовленных и готовых к выемке запасов. По подготовленным запасам они колеблются на рудниках, в зависимости от горно­ технических условий, от 18 до 24 месяцев, а по запа­ сам, готовым к выемке,— до 12 месяцев. На открытых работах норматив составлял 6 месяцев.

Эти нормативы были рассчитаны еще в то время, когда среднемесячные скорости проходок составляли 20—40 м. Технический прогресс и совершенствование проходческих работ в последние годы увеличили сред­ ние скорости проходок. Это позволяет рудникам нор­ мально работать при значительно меньшей обеспечен­

152

ности подготовленными и готовыми к выемке запа­ сами.

Совершенно очевидно, что концентрация горных работ может быть успешной только при максимальной производительности камеры, блока. А это, в первую очередь, связано с коэффициентом интенсивности очи­ стных работ, который зависит от принятой системы разработок и целого ряда других условий.

Обобщая сказанное, можно заключить, что степень концентрации горных работ зависит от:

1)горно-геологических условий залегания место­ рождения, предопределяющих, в свою очередь, системы разработки;

2)типа и характера применяемого горного оборудо­ вания ;

3)форм и методов организации производства и труда;

4)кондиционных требований к добываемой руде. Из перечисленных факторов наиболее решающим

фактором уровня интенсификации и концентрации яв­ ляется состояние механизации тяжелых и трудоемких горных работ. Прежде чем перейти к анализу уровня механизации процессов добычи руд, необходимо оста­ новиться на методах ее оценки.

§ 2. О методике оценки показателей механизации процессов добычи руд

Научно-технический прогресс оказывает существен­ ное влияние на технологию добычи полезных ископае­ мых. Создание мощных землеройных машин, экскава­ торов с большой емкостью ковша, роторных экскавато­ ров и большегрузных автосамосвалов расширило об­ ласть экономической целесообразности открытого спо­ соба добычи, где многие виды вспомогательных произ­ водственных процессов механизированы.

Развитие технического прогресса означает усиле­ ние роли средств механизации, особенно при проекти­ ровании схем горных выработок в пространстве и по­ следовательности разработки отдельных участков ме­ сторождения во времени. Так, создание средств глубо­ кого бурения при подземном способе разработки позво­ лило перейти к более производительным и высокоэф­ фективным системам разработки — системам массово­ го обрушения. Создание самоходного оборудования

153

расширило область использования высокопроизводи­ тельных и экономичных камерных систем разработки.

Важнейшим показателем технического прогресса в добывающей отрасли, особенно при добыче руд цвет­ ных металлов, является степень механизации техноло­ гических процессов. Нами предлагаются общие методи­ ческие указания аналитического определения степени механизации в зависимости от влияния природных ус­ ловий залегания и физико-механических свойств гор­ ных пород. В общем виде эта зависимость может быть выражена следующей формулой:

1*Ф.м = е + ^ е , (ІѴ -1)

где Ч;фм—степень механизации, зависящая от физико­ механических свойств полезных ископае­ мых, %;

е— долевое участие механизации процессов, не зависящих от физико-механических свойств ископаемого;

100— максимально возможный уровень механиза­ ции добычи полезных ископаемых;

ш— величина факторов, оказывающих основное влияние на степень механизации производ­ ства, определяемая физико-механическими свойствами пород.

Современная практика добычи полезных ископае­ мых показывает, что решающим фактором, опреде­ ляющим уровень механизации производственных про­ цессов, является крепость горных пород. Так, при кре­ пости ископаемого в пределах до / = 3 (по шкале М. М. Протодьяконова) все производственные процессы добы­ чи можно полностью механизировать и автоматизиро­ вать, т. е. осуществить принцип непрерывного поточ­ ного производства, от воздействия на полезное ископае­ мое до отгрузки готовой продукции. При крепости по­ род свыше /= 5 механическое воздействие по отрыву из массива его части становится практически нецеле­ сообразным. В таком случае возможно применение бу­ ровзрывных работ, и производство будет иметь пре­ рывный характер. Как известно, крепость и трещинова­ тость оказывают влияние на габариты отбитой руды и ее транспортировку.

Крепость горных пород (как полезного ископаемо­ го, так и вмещающих пород) оказывает также сущест­ венное злияние на уровень механизации работ по под­

154

держанию очистного пространства. При легкообрушаюхцихся породах появляется возможность управлять кровлей механизированными передвижными крепями, а при высокой крепости пород крепление вовсе отсут­ ствует.

Влияние природных факторов на степень механиза­ ции разнообразно. Так, с увеличением глубины разра­ ботки необходим переход на подземный способ добы­ чи, причем резко возрастают напряженность горных выработок и горное давление, что требует осуществле­ ния ряда дополнительных мер, позволяющих снизить их отрицательное влияние.

Изменение угла падения влияет двояко: механиза­ ция процессов транспортирования в месторождениях, залегающих горизонтально или при незначительных углах падения, проще, чем при разработке рудных тел с большим углом падения. Если угол падения превы­ шает угол • естественного откоса, появляется возмож­ ность использования собственного веса пород и руд для их доставки в пределах очистного и подготовительного забоев. Аналогичное влияние на степень механизации оказывает и мощность разрабатываемого полезного ис­ копаемого.

Таким образом, по характеру влияния горно-геоло­ гические факторы условно можно разделить на две группы: а) способствующие повышению уровня меха­ низации производственных процессов; б) оказывающие отрицательное влияние на степень механизации про­ цессов.

Результирующее влияние этих факторов на степень механизации можно показать следующим выраже­ нием:

(IV—2)

где ЧР’л.у— степень механизации, зависящая от природ­

ных условий разработки, % ; 6— постоянный коэффициент, определяемый сте­

пенью влияния факторов, способствующих повышению уровня механизации трудоем­ ких процессов;

100— максимально возможный уровень механиза­ ции добычи полезных ископаемых;

у.— совокупная величина факторов, оказываю­ щих решающее влияние на степень механи-

155

зации производства, определяемая горно-гео­ логическими условиями разработки.

Выражение (IV—2) соответствует кривой, имеющей область экстремума (минимума) при изменении значе­ ния величин переменных со, ц, а коэффициенты опреде­ лятся на основе опытно-статистических и расчетно-ана­ литических данных, характеризующих то или иное ме­ сторождение. Для этого необходима математическая обработка большого количества фактического материа­ ла методами теории вероятности и, в частности, мето­ дами корреляционного анализа. Так, для определения функции со от физико-механических свойств, главными из которых считаются крепость пород (/) и их способ­ ность к обрушению (й), необходимо изучить совокуп­ ное влияние этих факторов на изменение величины (со), т. е.

Ту же работу необходимо проделать и с переменной ц, которая зависит от влияния угла падения ср, мощ­ ности d, глубины разработки 1г и др., тогда

Решение уравнений (IV—3) и (IV—4) позволяет определить степень механизации производственных процессов в зависимости от отдельных групп факторов.

Однако задачей данной методики является опреде­ ление совмещенного влияния природных факторов и физико-механических свойств полезных ископаемых на степень механизации процессов добычи. Задача долж­ на быть разрешена путем измерения отношения между двумя или несколькими переменными, действующими совмещенно. Колебание в одной группе факторов ока­ зывает существенное влияние на другую группу. Мате­ матически она определяется как функция совмещен­ ных переменных. Для нашего случая рассматриваемое влияние физико-механических свойств 'Чгф.м,природных условий xFn,y на степень механизации производствен­

ных процессов может быть выражено

= Л * ф.м , Ч п.у) .

Функция совмещенных переменных определяется или подбором соответствующего алгебраического уров­ ня или графически. Для аналитического подсчета

156

Z(и, (x) воспользуемся выражениями (IV—1) и (IV—2), тогда

Z(no)=Z(pLo). Тогда, подставляя и усредняя их, после преобразований получим

Z K [X) = ,ц •(;л—1) •S- (« -г 1) + е •(m+ jx) -j-e •и • + 2 0 0 —е (IV—5)

Поверхность, описываемая выражением (IV—5), по­ казывает изменение степени механизации добычи в за­ висимости от объективных природно-материальных ус­ ловий производства.

В практике работы рудников, в их официальной статистической отчетности показатель механизации производственных процессов определяется неточно. В ней действительный уровень механизации и автомати­ зации процессов добычи руды отражается искаженно. Между тем реальная оценка данного уровня имеет большое значение для правильного определения эф­ фективности самих механизмов.

Вотчетах горнорудных предприятий показатель уровня механизации выражается отношением объема работ по данному процессу, выполняемого при помощи машин и механизмов, к общему объему работ.

Вэтом показателе не учитываются затраты ручно­ го труда на механизированных процессах. Так, под стопроцентной механизацией бурения шпуров перфо­ раторами понимается Механизация только основной

157

операции этого процесса — собственно бурения. А та­ кие работы, как переход от одного шпура к другому, замена коронок, буров, присоединение шлангов и т. д., выполняются вручную. Они в показателе механизации не фиксируются. Чем больше этих ручных операций в общем балансе, тем ниже эффективность труда буриль­ щика и ниже уровень механизации его труда, и наобо­ рот. Аналогичное положение на всех машинных про­ цессах добычи руд.

Проведенный анализ характера работ очистного цикла выявил наличие еще множества их видов, тре­ бующих тяжелого ручного труда и физических усилий (табл. 29) .

Действующий на рудниках отчетный показатель механизации завышает уровень механизации труда и производственного процесса. А это снижает стремление предприятий внедрять, комплексную механизацию и автоматизацию.

Существо недостатков показателя механизации, принятого в отчетности горнорудных предприятий, вскрывается в статье Л. И. Барона и В. П. Шабельни­ кова [36]. Они предлагают два варианта правильной оценки уровня механизации: по первому — показатель механизации (процесса) работ определяется как соотно­ шение между объемом работ, выполненным при помо­ щи механизмов, и общим объемом работ по данному процессу; по второму — как соотношение между чис­ лом человеко-смен, затраченных на механизированных работах, и общим числом человеко-смен, израсходован­ ных на данном виде работ.

Заслуживает внимания «Методика укрупненного определения уровня механизации и автоматизации про­ изводственных процессов в машиностроении». Эта ме­ тодика дает возможность полнее и объективнее уста­ новить уровень механизации производственных про­ цессов. В предлагаемом нами порядке определения фактического уровня механизации добычи руд прин­ ципиальные положения этой методики приняты за основу.

Как известно, механизация труда осуществляется двумя путями: заменой чистого ручного труда, где он еще сохранился, машинным, и заменой менее совер­ шенных по производительности, мощности и сроку службы машин более совершенными. В том и другом случаях уровень механизации и автоматизации произ-

158