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

ядовитых газов, высокая работоспособность и, наконец, низкая стоимость).

Сложность создания высокоэффективных ВВ, отве­ чающих указанным требованиям, вызывается тем, что достижение положительного результата в одном из ка­ чественных показателей ведет к ухудшению других. Так, ВВ, безопасные в обращении, как правило, имеют низкую эффективность по качеству дробления и объе­ му взрываемой породы. Поскольку безопасность в об­ ращении — главное требование производства, основ­ ным направлением в дальнейшем развитии и совершен­ ствовании взрывных работ следует считать применение простейших ВВ типа игданита.

Применение других видов ВВ, например, акватола, аммонала, динамона АМ-10 и взрывчатых веществ с расширяющейся оболочкой, дает хорошие показатели на очистных работах.

Только за счет правильного выбора ВВ затраты на буровзрывные работы по рудникам Восточного Казах­ стана можно уменьшить ежегодно на 110 тыс. руб. [100]. Сравнение патронированных ВВ и игданита на отбойку 1 т руды с учетом механизации процесса за­ ряжания показало, что стоимость взрывных работ при использовании последнего снижается в три раза. Од­ нако, несмотря на это, широкое применение игданита сдерживается, так как отсутствует серийно изготовлен­ ное оборудование для механизации смешивания ком­ понентов и зарядки скважин и шпуров, плохо постав­ ляется гранулированная аммиачная селитра, нет ус­ тойчивых материалов для изготовления смесителей, зарядников, шлангов.

На подземных рудниках взрывные работы занима­ ют от 15—20 до 60 мин., т. е. от 5 до 15—20% общих затрат труда забойных рабочих; в них занято от 5 до 10% общей численности рабочих, и удельный вес за­ трат на ВВ в общих материальных расходах колеблется

впределах 45—60% 3. Все это вместе взятое убеждает

внеобходимости дальнейшего совершенствования взрывных работ.

Существующая деконцентрация горных работ обу­ словлена также низкой производительностью очистно­

3 См.: А. Г. Шпитальников. Повышение экономической эффективности горнорудной промышленности. М , 1970, стр. 147— 148.

169

го забоя, а последняя, в свою очередь,— малоэффективность'ю способов очистной выемки. Стремление к до­ стижению большего объема одновременно отбитой руды ведет к снижению ее качества как по содержанию (разубоживание), так и по форме (выход негабаритной руды). Так, при разработке особо ценных залежей мощностью до 1 м для снижения разубоживания ши­ рину очистного пространства обычно уменьшают. В этом случае увеличение объема одновременно отби­ ваемой руды глубоким бурением не дает желаемого результата, потому что увеличивается объем прихва­ тываемой пустой породы. Трудовые и материальные затраты в последующих процессах добычи и перера­ ботки руды (на скреперной доставке, подземном транс­ порте и при обогащении) растут. Следовательно, общая эффективность труда по отношению к конечной про­ дукции снижается. При массовой отбойке руд на ком­ пенсационные пустоты выход негабарита доходит до 30%. Даже на рудниках, разрабатывающих жильные и маломощные месторождения, несмотря на мелко­ скважинную и шпуровую отбойку, выход негабаритной руды достигает значительных величин.

Поэтому оценка эффективности применения высо­ копроизводительных систем разработок и . средств ме­ ханизации должна производиться с учетом такого не­ маловажного фактора, как качество отбиваемых руд. Причем параметры отбойки должны обеспечить макси­ мальный для данных условий объем отбитой руды, рав­ номерное дробление, полностью или в значительной мере исключить выход негабарита. Этого можно до­ стигнуть повышением удельного расхода БВ на отбой­ ку, но до известного предела, различного для неодина­ ковых условий, после которого выход негабарита не будет уменьшаться. На рудниках Лениногорского ком­ бината для снижения выхода негабарита в свое время были проведены специальные работы: сгущение сетки скважин, увеличение плотности заряда, применение скважин малого диаметра.

Применяемые средства отбойки и системы разра­ ботки дают возможность одновременно отбивать боль­ шое количество руды. Это повышает интенсивность разработки месторождений и позволяет концентриро­ вать горные работы, что, в свою очередь, предъявляет особые требования к технике и организации выпуска и доставки руды.

170

Доля трудовых затрат на выпуск и доставку состав­ ляет 25—30%. Производительностью труда на этих операциях в значительной степени определяется про­ изводительность всей системы разработки с массовой отбойкой руды глубокими скважинами.

Эффективность скреперной доставки как одного из наиболее распространенных средств определяется та­ кими факторами, как выход негабарита, мощность ле­ бедки и емкость скреперов, физико-механические свой­ ства отбитой горной массы, длина скреперования, кон­ струкция выпускных выработок, организация работы подземного транспорта и др. Можно проследить четкую зависимость времени на доставку, ликвидацию зави­ саний и вторичное дробление от объема выхода нега­ баритов.

На Белоусовском, Березовском рудниках Иртыш­ ского комбината и на руднике имени XXII съезда КПСС Зыряновского комбината на ликвидацию зави­ саний тратится от 21,3 до 45,5% и на вторичное дроб­ ление от 14,9 до 45,8% общего времени на доставку руды. Даже на рудниках, разрабатывающих маломощ­ ные залежи, несмотря на мелкоскважинную и шпуро­ вую отбойку, выход негабаритной руды достигает зна­ чительных величин. Сокращение этих непроизводи­ тельных затрат — значительный резерв роста про­ изводительности труда и снижения трудоемкости до­ ставки.

Производительность скреперной доставки колеблет­ ся в широких пределах: от 1120 до 6000 м3 в месяц. Она зависит от мощности лебедки (10—100 кет) и ем­ кости ковша (0,2—0,8 лі3). В настоящее время на руд­ никах работает более 5 тыс. новых двух- и трехбара­ банных лебедок в соосном и параллельном исполне­ нии, отличающихся высокой унификацией и надежно­ стью блочной конструкции. Однако в ' эксплуатации часто находятся сильно изношенные скреперы, их ем­ кости не всегда соответствуют мощности лебедок.

Средний коэффициент использования скреперных лебедок во времени не превышает 0,3—0,4. Низкий уро­ вень использования скреперных установок объясняет­

рожском бассейне из 580 забоев (общее количество с учетом резервных) фактически действовало 495 забоев,

171

а добыча, судя по отработанным скреперистами челове- ко-сменам, шла только на 250, т. е. коэффициент ис­ пользования забойной площади составил 0,514. В целом скреперная доставка является сдерживающим факто­ ром реализации возможностей высокопроизводитель­ ных систем подземной разработки.

На Зыряновском комбинате в содружестве с инсти­ тутами «ВНИИцветмет» и МГИ разработана и внедре­ на технология добычи руды со скважиной одностадий­ ной отбойкой в зажиме. Этой системой на руднике им. XXII съезда КПСС добывается 80% руды; она по­ зволила повысить производительность труда по блоку в два раза (9 т 31чел-смену). Дальнейшее совершенство­ вание данной системы и внедрение вибромеханизмов на выпуске и доставке руды в ряде блоков позволили еще в два раза увеличить производительность труда за­ бойного рабочего и довести ее до 15 м3/чел-смену.

Внедрение вибропитателей, механизируя процесс выпуска руды из рудоспускных дучек, способствует широкому использованию конвейерной доставки — ос­ новы поточного метода организации производства. Раз­ витие такого перспективного вида доставки сдержива­ ется из-за отсутствия достаточного количества надеж­ ных средств механизации.

В тех случаях, когда целесообразно (при разработ­ ке маломощных крутопадающих рудных тел) или нельзя использовать выпуск рудной массы (пологопа­ дающие рудные тела или разработка слоями мощных крутопадающих рудных тел), применяется непосредст­ венная погрузка горной массы в транспортные средст­ ва. Она осуществляется погрузочными машинами не­ прерывного действия типа ПНБ-ЗД и ПНБ-4, подзем­ ными экскаваторами ЭП-1, дизельными бульдозерами, самоходными вагонами, автосамосвалами. В данном случае количество процессов сокращается до погрузки и транспортировки. Это способствует созданию новых средств механизации, основанных на принципе под­ вижности, маневренности их вслед за подвиганием ра­ бочего места (забоя), что, в свою очередь, ведет к со­ вершенствованию и упрощению схем расположения горных выработок, сокращению нарезных и подгото­ вительных работ, повышению концентрации производ­

4 См. А. Г. Шпитальников. Повышение экономической эффективности в горнорудной промышленности, стр. 155.

172

ства (подготовка блоков с большим запасом руд) и ин­ тенсификации (создание более мощных средств меха­ низации).

Большая разбросанность горных работ, наличие многочисленных погрузочных пунктов на разных го­ ризонтах, неритмичность их работы, значительная протяженность горных выработок требуют создания многократного резерва пропускной способности тран­ спортных средств, что возможно при использова­ нии рельсового вида транспорта на электрической тяге.

На магистральном транспорте подземных рудников проведена широкая унификация оборудования. Если после Великой Отечественной войны здесь действовало более 100 типоразмеров рудничных вагонеток, то сей­ час разработано и изготовляется 12 стандартных типо­ размеров.

Несмотря на внедрение мощных электровозов (со сцепным весом до 25 т) и большегрузных вагонеток (емкостью до 4 ж3 и более), производительность элек­ тровозной откатки на многих рудниках остается низ­ кой.

Подводя итоги анализа состояния механизации тру­ да на подземных работах, можно заключить:

1.В последнее время на большинстве крупных руд­ ников применен ряд новых машин и механизмов, от­ личающихся большей мощностью, более высокой ско­ ростью и производительностью по сравнению со старой техникой. Это положительно сказалось на технико-эко­ номических показателях добычи.

2.В то же время мероприятия по механизации под­ земных горных работ проводились при сохранении

дробности и многочисленности процессов добычи руд, существовавших при ручном труде и старой технике. Созданные и внедренные более мощные и производи­ тельные горные машины были приспособлены к су­ ществующим дробным процессам добычи.

3. Несмотря на подвижность очистных и подгото­ вительных работ, их механизация идет по пути при­ менения громоздкого переносного оборудования, тре­ бующего больших трудовых затрат на его демонтаж, переноску и монтаж.

Существенное повышение мощности машин, кото­ рое, как правило, приводит к увеличению их веса, поч­ ти невыполнимо при использовании переносного обору­ дования, так как вес этих машин уже сейчас достиг

173

практически допустимого предела, лимитируемого фи­ зическими возможностями человека.

4. Существующие системы очистной выемки требу­ ют применения большого числа обособленных меха­ низмов с низкой единичной мощностью. В таких ус­ ловиях невозможно их полное и производительное ис­ пользование.

5. При высоком уровне механизации основных ра­ бот подготовительно-заключительные операции выпол­ няются вручную. Совершенно не механизированы взрывные, крепежные, ремонтные и большинство под­ собно-вспомогательных работ.

7. При неизменной производительности на вспомо­ гательных работах и операциях для поддержания вы­ сокого темпа основных работ в еще большем размере приходится увеличивать число вспомогательных рабо­ чих. Поэтому чем больше механизирован основной производственный процесс, тем большее количество рабочих требуется для его осуществления. Словом, ме­ ханизация подземных работ на многих рудниках не привела к ощутимому снижению общей численности персонала [137].

8. По уровню производительности труда основных рабочих — забойщиков, бурильщиков, скреперистов и т. д.— передовые предприятия СССР мало чем отли­ чаются от лучших зарубежных горнорудных предприя­ тий. Однако численность рабочих в забоях относитель­ но невелика и не может существенно влиять на повы­ шение средней производительности труда по пред­ приятию (руднику, шахте, карьеру) [137].

9.В условиях стабильной производительности обо­ рудования повышение выработки рабочих может быть обеспечено лишь увеличением количества используе­ мых машин. Но этот процесс не бесконечен. Когда на­ сыщенность производственного процесса машинами одинаковой мощности достигает предела, дальнейший рост производительности труда невозможен без корен­ ного изменения конструкции и резкого увеличения ра­ бочих параметров горных машин.

10.На современном этапе технического прогресса целесообразно пересмотреть традиционное представле­ ние о механизации процессов добычи руд как о простом

насыщении производства механизмами. В настоящее время на горнорудных предприятиях машина заменяет не ручной труд рабочего, а другую машину. Чтобы

174

обеспечить существенный прирост производительности труда, новая машина должна быть гораздо более мощ­ ной, чем старая [137].

11. Исходя из необходимости интенсификации про­ изводственных процессов добычи руд и с учетом стес­ ненности, тяжелых условий работы и подвижности ра­ бочего места, новому горному оборудованию должны предъявляться следующие требования: принцип авто­ номности и совмещения выполнения операций и прин­ цип самостоятельного передвижения с одного рабочего места на другое. Этим требованиям в известной мере удовлетворяет самоходное оборудование, применяемое во всех звеньях производственных процессов подзем­ ной добычи руд.

§ 4. Экономическая эффективность комплексной механизации и автоматизации

При существующих масштабах добычи рудники цветной металлургии относятся к числу высококонцен­ трированных, что экономически создает весьма благо­ приятные условия для внедрения высокопроизводи­ тельных средств механизации производственных про­ цессов. Так, удельный вес семи рудников с уровнем до­ бычи в три и выше миллиона тонн в год, или 8% об­ щего их количества, составляет 70% во всей подзем­ ной добыче. Если отнести рудники с годовой добычей от 750 тыс. т и выше к крупным, то еще четыре выда­ ют 9,5% всей добычи. Таким образом, 11 рудников, или немногим больше 12,6% их количества (без подзем­ ных рудников золото-платиновой промышленности), выдают 79,5% всей руды подземным способом.

Но дальнейшей концентрации, как межрудничной, так и особенно внутрирудничной, мешает диспропор­ ция в развитии средств механизации по отдельным зве­ ньям добычных процессов. Она не позволяет полно­ стью использовать все возможности концентрации, ин­ тенсификации, что приводит к слабому использованию техники и времени рабочих. Еще К. Маркс указывал, что господствующим принципом крупного механизиро­ ванного производства является непрерывная связь от­ дельных процессов, и «в расчлененной системе машин для того, чтобы одни частичные машины непрерывно давали работу другим частичным машинам, необходи­ мо определенное отношение между их количеством,

175

размерами и быстротой действия» 5. Несоблюдение это­ го условия, диспропорция в развитии техники по зве­ ньям снижают эффективность производства, отрица­ тельно влияют на все его экономические показатели: фондоемкость, производительность труда, себестои­ мость, окупаемость капитальных затрат и пр. Иными словами, средства механизации должны иметь опти­ мальную техническую и технологическую увязку.

Необходимо также создание полных завершенных комплексов забойного оборудойания, соответствующе­ го горнотехническим условиям рудных шахт. Однако из-за специфических особенностей горного производст­ ва, главными из которых являются физико-механиче­ ские свойства (крепость руды), имеющиеся на рудни­ ках средства механизации создавались на основе рас­ членения единого производственного комплекса на ряд последовательных процессов, и для отдельного процес­ са приходилось конструировать самостоятельно функ­ ционирующие машины и механизмы. Отсутствие вза­ имной увязки в производственной мощности между машинами, работающими на смежных процессах добы­ чи, нарушает принцип комплексной механизации, ус­ ложняет технологические схемы добычи руды, вынуж­ дая применять дополнительные емкости, и, в конечном счете, снижает эффективность механизации горных работ.

Развитие средств механизации добычи руд показы­ вает, что в настоящее время на всех горных предприя­ тиях имеются возможности перехода на комплексную механизацию производственных процессов. На ряде рудников внедряются более совершенные средства ме­ ханизации, основанные на принципе подвижности их при добыче руды, и, самое главное, осуществляются мероприятия по достижению оптимальной технической и технологической увязки.

На современном этапе развития технического про­ гресса применение высокопроизводительного самоход­ ного оборудования во всех звеньях производственных процессов подземной добычи руд является одним из основных направлений технической политики в горно­ рудной промышленности. Практика ряда отечествен­ ных и зарубежных предприятий, разрабатывающих по­ логопадающие и наклонные месторождения, показала

5 К. Маркс и Ф Энгельс. Соч., т. 23, стр. 391—392.

176

высокую эффективность такого направления механи­ зации. Так, оно успешно применяется на шахтах Джезказгана, комбината «Ачполиметалл», на Ново­ московском и Каменскоустьевском гипсовых и Арте­ мовском алебастровом комбинатах, на предприятиях по разработе калийных солей (Соликамск, Березники, Солегорск). Ведутся работы по внедрению самоходного оборудования на Норильском горно-металлургическом комбинате.

Анализ опыта работы ведущих предприятий цвет­ ной металлургии страны по внедрению комплекса са­ моходных машин, взаимно дополняющих друг друга и взаимоувязанных по производительности, показыва­ ет, что такое сочетание машин и механизмов исключа­ ет работы, выполняемые вручную, резко облегчает и оздоровляет условия труда горнорабочих, повышает культуру и эстетику производства, создает условия для внедрения научной организации труда. При этом ме­ ханизируются не только основные забойные операции (бурение, погрузка, доставка), но и все виды вспомога­ тельных работ. Это позволяет значительно сократить объем подготовительных выработок и достичь высокой степени концентрации горных работ.

Наличие условий для передвижения машин на соб­ ственном ходу открыло широкую возможность для ме­ ханизации трудоемких вспомогательных процессов, та­ ких, как крепление кровли болтами, зарядка шпуров, зачистка почвы выработки, устройство дорог и другие.

Работники Джезказганского комбината при участии ИГД АН КазССР создали машины для осмотра и креп­ ления кровли, которые могут работать в забоях высотой от 3 до 25 м ; подземные бульдозеры; два типоразмера самоходного агрегата для транспортировки ВВ и заряд­ ки шпуров. Ими же внедрены в практику агрегаты для доставки горючего и механизированной смазки машин. Для облегчения труда ремонтного персонала созданы специальные подземные краны.

Использование в подземных условиях легковых ав­ томобилей и мотороллеров с дизельными двигателями, оборудованными очистителями выхлопных газов, по­ высит оперативность работы надзора и дежурных элек­ трослесарей в условиях разбросанности добычных уча­ стков при значительных размерах шахтного поля.

Всвязи с применением самоходного оборудования

вСССР и за рубежом неизбежно возникает потребность

■в модернизации подземного транспорта и вспомогатель­ ных служб, изменении структуры управления произ­ водством, уменьшении числа и увеличении масштабов горных участков вследствие сокращения количества оборудования и механизмов, численности обслуживаю­ щего персонала и горного надзора.

Решение этих вопросов не может быть общим для всех рудников, что обусловлено резким различием гор­ нотехнических условий разработки месторождений и технологических схем работы отдельных горных пред­ приятий. Для каждого из них они должны решаться индивидуально.

Рассматривая вопрос о расширении области приме­ нения самоходного оборудования на рудниках страны, необходимо учитывать следующие обстоятельства. Са­ моходное оборудование может быть эффективно ис­ пользовано только в тех случаях, когда его особенно­ сти и технические характеристики соответствуют ме­ тодам ведения горных работ. Эта задача более или ме­ нее просто решается при разработке пологопадающих месторождений. При добыче руд из крутопадающих и наклонных месторождений возникают трудности, вы­ званные ухудшением статической и динамической ус­ тойчивости машин при движении по лежачему боку месторождения в связи с увеличением угла падения рудного тела.

Серьезные трудности возникают и там, где мощ­ ность рудных тел ограничивает фронт работы самоход­ ного оборудования. Их преодоление возможно при на­ личии единой сети подготовительных и нарезных вы­ работок, соединяющих все очистные забои блока и по­ зволяющих самоходным машинам по мере необходи­ мости перемещаться своим ходом из одного забоя в другой. Желательно, чтобы машины от ствола шахты до места работы (в забое на подэтажах) проходили без разборки на собственном ходу, как это делается, на­ пример, на шведском руднике «Кируна».

Специальные расчеты показывают, что транспорт­ ные машины на резиновом ходу могут двигаться по простиранию рудного тела при углах падения залежи до 12° и при движении по падению до 20°. Чтобы само­ ходное оборудование могло передвигаться по лежаче­ му боку при углах падения залежи более 12°, необхо­ димо располагать камеры по падению. При углах па­ дения больше 20° движение самоходного оборудования

178