технический прогресс. 415 Г. Г. Ломоносов, 2012 удк 622Г. Г. Ломоносовтехнический прогресс в горнодобывающем
 Скачать 371.92 Kb.
|
|
415 © Г.Г. Ломоносов, 2012 УДК 622 Г.Г. Ломоносов ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС В ГОРНОДОБЫВАЮЩЕМ ПРОИЗВОДСТВЕ И ЧТО МЕШАЕТ БОЛЕЕ РАЧИТЕЛЬНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВЫЕ РЕСУРСЫ СТРАНЫ Приведены сведения о современном потенциале технической базы производ- ства добычи твёрдых полезных ископаемых и состоянии технологии этого производства, остающегося, в основном, на старых позициях. Показаны ос- новные причины такого положения и пути решения проблемы. Ключевые слова: технический прогресс, горнодобывающее производство, рудо- сырьевая база, потери запасов недр, открытые и подземные горные работы. стране за постсоветское время наметились заметные изме- нения в техническом оснащении горных производств, про- исшедшие в основном за счёт появившегося доступа на зарубеж- ный рынок с его большим ассортиментом горных машин и других технических средств. Это обстоятельство создаёт благоприятную почву для кардинальной модернизации горных технологий не только в части повышения их производительности, но и в части улучшения качественных показателей. При этом особое значение имеет решение пробле-мы более полного извлечения запасов по- лезных ископаемых из недр и повышения качества добычи. Ниже отмечены основные факторы технического переоснаще- ния горных производств и сделана попытка оценить, как это по- влияло на реконструкцию технологий и на показатели извлечения из недр. Проблема эта – общая и для открытых и для подземных работ, а потому она рассматривается в целом, тем более что комбиниро- ванный (открыто-подземный) способ разработка становится на перспективу ведущим. Ныне карьеры, шахты и рудники могут реально использовать в своём производстве следующие технические средства: большой ассортимент буровых агрегатов с гидравлически- ми и погружными перфораторами, а также новыми моделями ша- рошечных станков, что позволяет бурить шпуры и скважины в В 416 диапазоне диаметра от 30 до 450 мм и выше, глубиною до несколь- ких десятков метров, практически, во всех направлениях в любых массивах, обеспечивая при этом невиданную до того производи- тельность, как в линейных метрах, так и в объёмных показателях. К этому следует добавить более совершенные средства инициирова- ния зарядов ВВ, в том числе: электронные детонаторы и реле с расширенным диапазоном миллисекундных замедлений, а также неэлектрических систем инициирования типа Nobel, что создаёт весьма благоприятные условия для более эффективных технологи- ческих решений при выполнении производственного процесса взрывного разрушения горных пород; для открытых работ появилось множество моделей гидрав- лических экскаваторов, с большим разнообразием рабочих пара- метров, имеющих по сравнению с канатными механическими лопа- тами повышенное напорное усилие и существенно большую сте- пень свободы экскаваторного ковша, а появление в карьерах фре- зерных комбайнов предопределило новое направление технологии безвзрывной разработки сложных многослойных забоев. Всё это создаёт серьёзные предпосылки не только для повышения произво- дительности, но и улучшения качества экскавации; для подземных работ значительно расширена номенклатура ковшевых погрузочных и погрузочно-доставочных машин с ди- зельным, электрическим и аккумуляторным двигателями (при вме- стимости ковша от 0,5 до 15 м 3 ), специализированных для работы, как в относительно свободном, так и в наиболее стеснённом про- странстве. Появились подземные погрузчики-копатели (по- существу, малогабаритные гидравлические экскаваторы с вмести- мостью ковшей от 1 до 6 м 3 ). Такие экскаваторы широко применя- ются в мировом тоннелестроении и весьма перспективны для ис- пользования на очистных работах, например, при системах разра- ботки с открытым очистным пространством; значительно расширенный ассортимент карьерных автоса- мосвалов с большим диапазоном грузоподъемности и рабочих па- раметров, позволяющих рационально использовать их в комплексе с различными выемочно-погрузочными агрегатами, что создаёт хо- рошие предпосылки для совершенствования систем разработки. Расширилось количество типоразмеров и подземных автосамосва- лов. При минимальной грузоподъёмности 5–10 т, её максимальное значение достигло 60 т, в том числе, появились пятиосные автоса- 417 мосвалы с наиболее высокой проходимостью и мощностью дизель- ного двигателя свыше 1200 л.с. (SUPRA 012R). Наличие такого большого диапазона рудничных автосамосвалов создаёт условия для модернизации не только процесса доставки и откатки руды, но и для применения автомобильного подъёма; для подземных горных работ рынок предлагает также большой ассортимент агрегатов (типа Robbins) для бурения вос- стающих с диаметром от 1,0 до 3 м. Имеется мировой опыт успешного применения этого типа оборудования для проходки го- ризонтальных горных выработок. Такое оборудование может дать мощный толчок для совершенствования технологии не только под- готовительно-нарезных, но и очистных работ; расширение типов конструкций штанговой (анкерной) кре- пи (в комплексе с металлическими и пластиковыми сетками и тор- кретированием фибробетоном), а также машин для установки штанговой и тросовой крепи, также является важным средством повышения извлечения запасов и улучшения качества добычи; наблюдается появление и расширение типов конструкций передвижных дробильных установок, адаптированных для приме- нения в подземном пространстве, что, наряду с достижениями в области рентгено-радиометрии, позволяет создавать подземные технологии добычи с предконцентрацией состава рудной массы вблизи очистной зоны, в околоствольном дворе или на поверхности у устья шахтного ствола. Такие горные технологии являются мощ- ным средством рационального и комплексного использования ми- неральных ресурсов недр, поскольку при этом в 1,5–2 раза повы- шается качество добытой руды и появляется возможность эффек- тивного извлечения более бедных руд. Одновременно снижаются затраты на непроизводительный транспорт и переработку непро- дуктивной части рудного сырья, расширяются возможности для утилизации в выработанном пространстве отходов первичной пе- реработки рудной массы и снижения экологической нагрузки на окружающую среду. Появление названных и других технических средств привело к некоторым положительным изменениям технологий горных работ в отечественных горнорудных предприятиях, в основном в направ- лении повышения количественных показателей. К числу этих из- менений можно отнести тенденцию замещения на открытых гор- ных работах канатных мехлопат гидравлическими экскаваторами и 418 – замены железнодорожного транспорта мощным автомобильным, что значительно изменило конфигурацию технологических схем, а также параметры систем открытой разработки, повысило темпы горных работ, а, соответственно, - производительность. При подземной разработке – это проявилось в применении бу- ровой техники с гидроперфораторами; увеличение ассортимента средств инициирования взрыва и, соответственно, совершенство- вание способов отбойки; расширение использования типоразмеров погрузочно-доставочной техники; создание подземных дробильных комплексов, позволяющих применять конвейерные системы, в том числе, на подъёме; использование лифто-вентиляционных восста- ющих; использование простейших ВВ, изготавливаемых на самом горном производстве, а также средств штангового и канатного крепления очистного пространства; использования средств рентге- но-радиометрии для повышения качества добычи и др. При этом можно выделить лишь два проекта горнодобыващих предприятий, которые действительно соответствуют современному уровню требований и базируются на новейших достижениях гор- ной техники. Первый - это проект Наталкинского золоторудного карье- ра с годовой мощностью до 40 млн т руды или 160 млн. т гор- ной массы, где использованы самые современные и эффектив- ные технические средства: многотонные автосамосвалы, гид- равлические экскаваторы с фронтальные погрузчики с вме- стимостью ковшей 35 куб. м, мощные конвейеры в наклонных шахтных стволах, консольные отвалообразователи с внутре- ними отвалами скальных вскры-шных пород и пр., что, в свою очередь, обеспечивает высокие результаты горных работ и не только количественные, но и качественные. Второй проект - подземной разработки Эльконского уранового месторождения (с производственной мощностью около 5 млн т ру- ды в год), где заложена технология с использованием комплекса новейшего самоходного бурового, выемочно-доставочного и транспортного оборудования, с конвейерным транспортированием руды до обогатительной фабрики в тоннелях, с предварительной радиометрической сепарацией руды. К сожалению, оба эти проекта по своей технической оснащён- ности и технологической новации составляют исключение, по- скольку подавляющее большинство других проектов выполняется 419 на существенно более низком уровне, особенно в части качества горных работ, что проявляется в заниженных показателях извлече- ния балансовых запасов полезных ископаемых. Поэтому гораздо больше проектов далеко не современных, что указывает на наличие определённой тенденции – мировой технический прогресс в сред- ствах производства пока очень слабо влияет на отечественные горные технологии. Таким образом, при том, что современный рынок предоставля- ет недропользователям большие возможности для технического перевооружения горнодобывающих предприятий, в том числе, в направлении существенного улучшения использования ресурсов недр, в нынешней практике рудников и карьеров, соответствующие технические средства эксплуатируются (и даже закладываются в проект), как правило, весьма своеобразно. При этом, безусловно, стремятся повысить, в первую очередь, производительность тру- да, рассматривая её как главный фактор снижения себестоимо- сти горных работ и достижения высокой прибыли недропользо- вателя, оставляя недоиспользуемым потенциал улучшения пока- зателей их качества. В результате в отечественном горнодобы- вающем производстве возникает такая ситуация как у некомпе- тентного пользователя современного многофункционального прибора, который удовлетворяется лишь одной самой простей- шей функцией этого прибора, не понимая истинных своих по- терь. Конечно, в реальной жизни не всё так примитивно и недро- пользователи постепенно осваивают новую технику и в определён- ной мере начинают использовать имеющиеся технологические возможности, например, для повышения извлечения продукции из недр и снижения её разубоживания. Но эти технологические ре- шения не поднимаются выше уровня местных рацпредложений и не становятся нормативными. При этом в проекты горных предприятий, которые рассчитаны на будущее, закладывается новая горная техника, но с качествен- ными горно-технологическими показателями, которые соответ- ствуют вчерашнему и даже позавчерашнему времени. Тем самым создаются как бы законные основания для получения дополни- тельной выгоды за счёт модернизации производства, а по сути – одностороннего его использования. 420 По действующим предприятиям по стране наблюдается чёткий тренд ухудшения показателей извлечения запасов полезных иско- паемых из недр, как при открытой, так и подземной добыче, кото- рые если и коррелируют с изменяющимися горно-техническими условиями залегания рудных тел, то совершенно игнорируют фак- тор технического перевооружения горных предприятий. Пример такого производства, где уровень эксплуатационных потерь твёрдого полезного ископаемого, невзирая на технический прогресс в современных средствах и способах разработки достига- ет уже 80 % - это уральские калийные рудники. Конечно, работают они в довольно сложных горнотехнических условиях эксплуатации месторождений, тем не менее, там не ведут сколько-нибудь серьёз- ных исследований для кардинальной технической и технологиче- ской модернизации своего горного производства. Это негативное явление наглядно проявляется и на Кузбасских угольных разрезах, где показатели извлечения запасов существенно отличаются в худшую сторону по сравнению с другими угольными карьерами (например, Хакасии, Иркутской области, Якутии и др), достигая 12–14 %. Эти показатели хуже, чем на многих рудных ка- рьерах, хотя здесь гораздо проще условия залегания рудных тел, более мягкие вскрышные породы и полезные ископаемые, чаще не требующие взрывного разрушения. К тому же, и визуальное раз- личие между вскрышей и углём гораздо выше, чем в других отрас- лях. Для сравнения в норильских подземных рудниках эксплуата- ционные потери составляют 1,5–2 %, по проекту эльконских под- земных рудников – 4–5 %. При этом и уральские калийные рудни- ки и кузбасские угольные разрезы сегодня это – высоко прибыль- ные производства. Так в чём же корень причин недоиспользования результатов технического прогресса в отечественных карьерах и рудниках, приводящего к огромным неоправданным экономическим и эколо- гическим потерям государства? На мой взгляд, основные причины сложившегося положения в данном вопросе следующие: 1. В стране отсутствует должная мотивация выполнения реаль- ных требований к рациональному использованию ресурсов недр, по- скольку вся система государственного контроля в этой части уже мно- го лет зиждется на заведомо устаревших нормативных документах 60–70х годов прошлого века, которые были разработаны на основе 421 техники и технологии 50–70-летней давности. В этих архаичных, но по-прежнему действующих нормативных документах, естественно, нет данных по современным буровым станкам, средствам взрыв- ных работ, гидравлическим экскаваторам, фрезерным комбайнам, подземным погрузочно-доставочным машинам, карьерным и руд- ничным автосамосвалам и прочей технике. При этом контролиру- ющие органы в области рационального использования недр сла- бо противодействуют практике подмены понятий, когда для но- вого оборудования, без какого-либо обоснования, используются нормативы, предназначенные для другого (ныне устаревшей) техники, Например, для современнейшего гидравлического экс- каватора используются нормы эксплуатационных потерь полез- ных ископаемых, соответствующие механической лопате. При этом технологии с выборочной выемкой нередко представляют- ся как селективная разработка, а предлагаемые способы сниже- ния потерь в проектах (как и в действующих нормативных доку- ментах) в основном анахроничные. В результате государство уже много лет ежегодно теряет на этом многие миллиарды дол- ларов, поскольку кто-то «экономит» на разработке реальных нормативов извлечения полезных ископаемых из недр. На базе этих давно устаревших документов проектируются горнодобы- вающие предприятия, тем самым закладывается дальнейшее от- ставание отечественных горнодобывающих производств, практи- чески, на многие десятилетия. Таким образом, проблема рацио- нального использования недр, более успешно решавшаяся в про- шлом, в нынешних условиях искусственно превращена в практиче- ски неразрешимую. 2. Согласно действующей в стране методологии главным кри- терием экономической оценки эффективности эксплуатации ме- сторождений полезных ископаемых является максимальная при- быль недропользователя. Остальные экономические показатели фактически являются вторичными, в том числе, и отражающие ин- тересы недровладельца. Такое положение является не объектив- ным, поскольку ценнейшие полезные ископаемые, являющиеся не- восстановимыми в природе продуктами и национальным достояни- ем, оцениваются по тому же принципу как, например, картошка. При этом почему-то не учитывается, что недровладелец (т.е. госу- дарство) и частный недропользователь изначально имеют не только общие интересы, но по некоторым принципиальным позициям эти 422 интересы диаметрально противоположны, в частности, в отноше- нии рационального и перспективного их использования. Недропользователь, в силу временного характера своей дея- тельности на месторождении и естественного стремления к быст- рому достижению максимальной прибыли, имеет к объекту своего производства только коммерческий интерес. Для государства же, кроме бюджетной эффективности от эксплуатации месторождения, должно быть важным обеспечение будущих долговременных инте- ресов своего общества. Пример такого рачительного отношения к своим национальным ресурсам в условиях рыночной экономики показывают США, где значительная часть нефтяных и других ре- сурсов недр определены как стратегические резервы, не подлежа- щие нынешней эксплуатации, а, следовательно, по отношению к ним действуют иные критерии, чем нынешняя максимальная при- быль бизнеса. 3. Частный капитал, как правило, неохотно вкладывается в кардинальное развитие минерально-сырьевой базы. После ликви- дации государственной системы пополнения запасов полезных ис- копаемых, в стране не было открыто и поставлено на баланс ни од- ного сколько-нибудь значимого месторож-дения. Происходит лишь частичное уточнение запасов, в основном, за счёт эксплуатацион- ной разведки. При этом самые лучшие в этом отношении показате- ли у золотодобытчиков, восполняющих запасы руды на уровне лишь примерно 50 % к погашаемым. В результате рудо-сырьевая база страны интенсивно обедняет- ся, её ценность неуклонно снижается, что неизбежно ведёт к даль- нейшему ухудшению использования ещё имеющихся запасов недр. К тому же, недропользователи не мотивированы на финансирова- ние научно-технических работ, направленных на совершенствова- ние своих горнодобывающих производств в направлении повыше- ния полноты извлечения запасов. Поскольку задания на ТЭО кон- диций и проектирование горнодобывающих производств формули- руются заказчиком (недропользователем) без согласования с соот- ветствующим государственным контролирующим органом, то уже на стадии проектирования, закладываются параметры и другие по- ложения, противоречащие интересам государства, что изначально ставит его в невыгодную позицию. Выводы 423 1. Существующее положение в области разработки твёрдых полезных ископаемых не соответствует современным техническим возможностям горнодобывающих производств по уровню техноло- гий добычи, которые должны обеспечивать улучшение показателей извлечения. 2. Основные причины относительно высокого уровня потерь балансовых запасов минеральных продуктов из недр лежат вне со- временных возможностей горных технологий, а во многом пред- определены тем, что в стране необоснованно в течение многих лет задерживается разработка новых нормативных документов по ра- циональному освоению запасов недр, соответствующих реалиям времени. 3. Для выхода из сложившейся ситуации необходимы сроч- ные меры, включающие в себя разработку и осуществление госу- дарственной программы подъёма отечественного горнорудного производства, совершенствование системы контроля пользования недрами, основанного на объективных экономических критериях недропользования, учитывающих государственное владение недрами и частное их использование. КОРОТКО ОБ АВТОРЕ Ломоносов Геральд Георгиевич – профессор доктор технических наук, Москов- ский государственный горный университет, ud@msmu.ru |