качеством продукции горных предприятий_. Управление качеством продукции горных предприятий
 Скачать 37.63 Kb.
|
|
Тема: Управление качеством продукции горных предприятий План: Общие сведения. Требования к качеству полезных ископаемых. Понятия о кондициях на полезные ископаемые. Цель занятия - формирование в сознании у студентов общих понятий о качестве продукции горных предприятий и о кондициях полезного ископаемого Общие сведения Уровень качественных характеристик минерального сырья оказывает большое влияние на экономические показатели потребляющих и перерабатывающих предприятий. Во всех случаях ухудшение качественных характеристик исходного сырья отрицательно сказывается на работе потребляющих и перерабатывающих предприятий — обогатительных фабрик, металлургических заводов и т. д. Например, качество щебня влияет на прочностные свойства бетона. Поврежденные в процессе горных работ мраморные блоки не могут быть использованы для производства продукции высшего сорта. Аналогичное положение имеет место при добыче поделочного и технического камня: агата, алмаза, хрусталя, яшмы и др. При низком качестве руд снижается извлечение металла и выход концентрата (рис. 20.1), повышаются потери основных компонентов в хвостах, увеличиваются затрат на переработку руды. В целом степень влияния свойств минераль ного сырья на качество продукции снижается по мере возраста ния уровня (стадий) производства; например, качество медной руды в значительной степени влияет на сортность медного концентрата, но в гораздо меньшей степени оказывает влияние на качественные характеристики черновой меди и в еще меньшей степени — на качество рафинированного металла. Резкий рост потребности в сырье обусловил во многих горнодобывающих отраслях вовлечение в разработку запасов полезных ископаемых с более низкими качественными характеристиками Снижение качества добытых ископаемых, в свою очередь, приводит к увеличению объемов их добычи. Вместе с тем достижение высокого качества минерального сырья не является самоцелью. В конкретных условиях стремление обеспечить только высокое качество продукции неизбежно приводит к большим потерям полезных ископаемых в недрах, ограничению сроков существования горных предприятий, их производственной мощности, увеличению удельных капитальных вложений и сокращению общего объема промышленной продукции. Поэтому при оценке месторождений и технологии горных работ необходимо учитывать, что достичь одинакового качества многих видов продукции (концентрата, металла, цемента, минеральных удобрений и т. д.) можно при переработке минерального сырья с большим диапазоном качественных характеристик. При этом происходит перераспределение затрат на добычу и переработку сырья, обычно при снижении первых возрастают вторые. Критерием оценки является минимум затрат общественного труда на производство и эксплуатацию конечной продукции. Оптимальный для народного хозяйства уровень качества добываемого полезного ископаемого устанавливается с учетом показателей всей цепи горных и перерабатывающих производств. Различают следующие категории качества полезных ископаемых: абсолютное, потребительское и интегральное. Абсолютное качество определяется химическим составом, физико-техническими и технологическими свойствами полезного ископаемого и его элементов как теоретически возможное качество. Составной частью этой категории является промышленное качество — т. е. совокупность свойств полезного ископаемого, которые могут быть использованы на современном уровне развития техники и технологии. В экономическом плане промышленное качество полезного ископаемого определяется его народнохозяйственной (промышленной) ценностью. Потребительское качество определяется потребностями перерабатывающих предприятий в виде их требований и выражается в форме символизирующего или расширенного качества. Символизирующее качество характеризуется доминирующим признаком (или свойством), абстрагированным от других признаков, менее значимых для данного производства. Например, при прочих равных условиях, качество металлических руд характеризуется содержанием основного металла, качество щебня для производства бетона — его механической прочностью, качество магнезита (при достаточно высоком содержании MgO) — содержанием СаО или Si02 и т. д. Расширенное качество более полно характеризует качество полезного ископаемого, оно определяется суммой полезных и вредных для данного производства свойств. Естественно, каждое перерабатывающее предприятие заинтересовано в получении сырья наиболее высокого потребительского качества, так как затраты перерабатывающего предприятия на производство продукции при этом сокращаются. Но такой подход к оценке качества минерального сырья является односторонним, не учитывающим интересов горнодобывающих предприятий и народного хозяйства в целом. Интегральное качество минерального сырья определяется на основе показателей добычи и переработки полезного ископаемого, а также эксплуатации конечного продукта. Его составной частью является оптимальное качество, характеризующее такую совокупность потребительских свойств полезного ископаемого, которая обеспечивает наиболее выгодные экономические показатели производства конечного продукта по сумме приведенных затрат на добычу, переработку полезного ископаемого и потребление конечного продукта. Если продукт, получаемый в результате переработки полезного ископаемого, является конструкционным материалом (металл, цемент, пластмассы, кирпич и т. д.), качество которого регламентируется ГОСТом или техническими условиями, при установлении оптимального качества минерального сырья учитываются только экономические показатели по стадиям горных работ и переработки до получения дан ного регламентируемого материала. Для оценки уровня производства горных работ по обеспечению качества добытого полезного ископаемого целесообразно пользоваться комплексным понятием качества горных работ, включающим в себя технический, технологический и организационный уровни горного производства, характеризуемые соответствующими технико-экономическими показателями. Горные работы не могут повышать природное качество полезного ископаемого в границах определенного участка (в данном объеме). Но, изменяя объемы добычи полезного ископаемого па разных участках месторождения в различные периоды разработки, можно управлять процессом формирования качества полезно ископаемого, поставляемого потребителю. Качество горных работ обычно оценивается относительным отклонением качества добытого полезного ископаемого от его естественного состояния и достигнутыми при этом технико-экономическими показателями. Основными технико-экономическими показателями качества горных работ являются: качественные и количественные потери полезного ископаемого при добыче; степень стабилизации качества минерального сырья в грузопотоке; производительность комплексов оборудования, затраты на горные работы, извлекаемая ценность и доход предприятия. Требования к качеству полезных ископаемых В настоящее время требования к качеству полезных ископаемых определяются обычно категорией «потребительского качества» через уровень символизирующего или расширенного качества (единичные показатели). Доброкачественное минеральное сырье, имеющее один несоответствующий техническим требованиям показатель, часто относится к некондиционному и бракуется, хотя во многих случаях этот нестандартный показатель перекрывается другими, более высокими качественными свойствами. Поэтому одной из первоочередных задач при разработке является установление обоснованных критериев оценки качества и оптимальных требований к минеральному сырью. На большинство видов полезных ископаемых (за исключением некоторых ископаемых углей, бокситов, строительных горных пород и асбеста) отсутствуют государственные стандарты. Это объясняется исключительным разнообразием вещественного состава одного и того же вида полезного ископаемого на разных месторождениях, разнообразием типов оруденения, структурно-текстурных особенностей и технологических свойств ископаемых. Многие виды минерального сырья отличаются многофункциональностью, что предопределяет совершенно различные требования к одному и тому же ископаемому. Поэтому требования к качеству полезного ископаемого чаще выражаются в виде технических условий (кондиций) или технических норм./При этом в зависимости от назначения полезных ископаемых их качество определяется по содержанию основных полезных и вредных компонентов, минералогическому составу, физико-техническим характеристикам, структурным и текстурным особенностям, гранулометрическому составу, флотационным свойствам, влажности и т. п. Основные требования промышленности к полезным ископаемым зависят от вида ископаемого, его назначения, существующего уровня техники и технологии его переработки. Например, повышенные требования к содержанию металла в силикатных никелевых рудах (не менее 1,1—1,3%) по сравнению с сульфидными никелевыми рудами (не менее 0,3%) объясняются тем, что для силикатных никелевых руд пока отсутствует эффективная технология обогащения. Для железных руд и концентратов нижний предел содержания Fe в зависимости от месторождений и технологических свойств руды изменяется в широких пределах: 16% для легкообогатимых руд, 25—30% для руд с самоплавкой пустой породой, 50—65% для концентратов и высококачественных руд, направляемых в плавку без обогащения. С развитием науки и совершенствованием технологии переработки полезных искома емых требования к его качеству меняются. С позиции потребляющего производства свойства добытом. полезного ископаемого подразделяются на полезные, вредные и малозначимые. Полезные свойства выражаются процентным содержанием металла или других элементов в руде, теплотой его рания угля, прочностью щебня, длиной и прочностью волокон а< беста, огнеупорностью магнезитов и доломитов, крупностью и чистотой кристаллов пьезокварца и т. п. Вредные свойства полезного ископаемого усложняют процесс его переработки, удорожают стоимость конечного про дукта, часто обусловливают ухудшение эксплуатационных качеств последнего. Например, зольность угля ухудшает показа тели работы теплоэлектростанций; вредными примесями для же лезных руд являются фосфор и сера. Очень часто качество мине рального сырья в первую очередь характеризуется вредными свойствами. Например, при наличии кремнезема даже в долях процента в магнезите огнеупорный кирпич теряет механическую прочность, а при попадании окиси кальция резко снижаются его огнеупорные свойства. Обогащение песков для производстн.ч стекла заключается главным образом в удалении красящих веществ (окислов железа, титана и др.). В медной и свинцопо цинковой руде строго регламентируется содержание окисленных разностей и т. д. К малозначимым свойствам относятся те, которые не используются перерабатывающим предприятием и не влияюг существенно на процессы переработки. Упомянутое деление важно только для определенного вида производства и уровня его развития. Для химической промышленности, использующей каменные угли в качестве сырья для производства синтетических материалов, теплота сгорания углей не имеет большого значения. При использовании доломита в системах очистки вод ценны иные качества, чем в огнеупорной про мышленности. С развитием техники и технологии переработки начинают использоваться многие ранее малозначимые качества полезных ископаемых: извлекаются попутные элементы, используются отходы производства и т. д. По совокупности свойств полезное ископаемое одного месторождения (чаще руда) разделяется во многих случаях на отдельные технологические типы и сорта. Тип полезного ископаемого определяется отличной техноло гией переработки, что обусловливает особенности его подготовь к переработке, а поэтому необходимость раздельной разработки. Тип руды может различаться по химико-минералогическому со ставу, структурно-текстурным особенностям, физико-техниче ским характеристикам. На каждом эксплуатируемом месторождении обычно действует своя классификация типов руд, устанавли ваемая в соответствии с конкретными различиями свойств руд и принятой технологией их переработки (табл. 17.1). Таблица 17.1 Технологические типы и сорта железной руды Соколовского месторождения
Сорт полезного ископаемого определяется чаще его промышленной ценностью (см. п. 20.2) — для руд обычно содержанием основного металла (штуфные, богатые, рядовые, бедные, убогие руды). В некоторых случаях сорта полезного ископаемого выделяются по содержанию вредных компонентов. Различные сорта руд могут перерабатываться как совместно, так и раздельно, что определяется в первую очередь их назначением, например, сортов железных руд для мартеновского и доменного производства, сортов фосфоритовых руд для производства желтого фосфора и суперфосфатных удобрений и т. д. Полезные ископаемые являются в основном продукцией разового потребления и могут быть использованы в одном или большем числе производств. Качество полезного ископаемого оптимальное, если сумма затрат на его добычу и переработку минимальна. Задача оптимизации качества полезного ископаемого практически решается следующим образом: Выявляются качественные показатели полезного ископаемого, исходя из требований перерабатывающих предприятий непосредственно перерабатывающих полезное ископаемое, и но следующих производств, для которых сырьем является пром-продукт, концентрат и т. д. Для объективного выбора регламентируемых качественных показателей целесообразно методами корреляционного анализа установить значимость каждой качественной характеристики. Необходимо по возможности выбират! минимальное число качественных характеристик, так как увели чение их значительно усложняет управление горными работами. Устанавливается комплексный показатель качества но лезного ископаемого qK. Выявляются зависимости полных затрат на добычу и перс работку 1 т руды при изменении комплексного показателя qK. На основе этих зависимостей строится суммарный графи и определяются оптимальное и максимальное значения комплексного показателя качества qK. При необходимости строят графики (или таблицы), расшифровывающие содержание комплексно!" показателя через единичные показатели качества. Понятия о кондициях на полезные ископаемые Качество полезных ископаемых в недрах оценивается кондициями. Оценка каждого месторождения ведется на стадиях геологоразведочных работ, проектирования и эксплуатации. Кондиции на отдельных стадиях оценки уточняются. Поэтому необходимо различать геологические, проектные и эксплуатационные кондиции. Геологические кондиции представляют собой совокупность требований к качеству полезных ископаемых в недрах, горно-геологическим и иным условиям разработки, соблюдение которых позволяет правильно выделить балансовые запасы полезных ископаемых. Основными показателями кондиций руд и нерудного сырья являются: бортовое (контурное) и минимальное промышленное содержание полезных компонентов, максимально допустимое содержание вредных примесей в подсчетном блоке, выделяемые типы и сорта полезного ископаемого, минимальный коэффициент рудоносности в подсчетном блоке для сложных месторождений с прерывистым распределением ценных компонентов (когда кондиционные руды не могут быть оконтурены и подсчет запасов производится статистически), минимальные мощности тел полезных ископаемых или соответствующий метропроцент, максимально допустимая мощность находящихся внутри контура полезного ископаемого и включаемых в подсчет запасов прослоев пустых пород или некондиционных руд, граничный коэффициент вскрыши. Для угольных месторождений обосновываются: минимальная мощность отдельно отрабатываемых пластов; максимальная мощность породных прослоев, включаемых в пласт сложного строения при валовой выемке; минимальная мощность породных прослоев, подлежащих раздельной выемке; максимальная зольность угля, а для пластов сложного строения — также максимальная среднепластовая зольность; граничный коэффициент вскрыши; специальные требования к качеству (спекаемость, выход смол, содержание серы, фосфора и т. д.). Проектные кондиции определяют требования к качеству полезных ископаемых в недрах (только в контуре карьера), соблюдение которых позволяет обеспечить рентабельную разработку месторождения. Проектные кондиции включают в себя уточненные показатели геологических кондиций на стадии детальной разведки и характеризуются в первую очередь текущим бортовым, текущим средним и граничным содержанием полезного компонента. Эксплуатационные кондиции определяют требования к качеству добываемого полезного ископаемого, обеспечивающие наилучшие технико-экономические показатели работы добывающего и перерабатывающего предприятий при определенных их мощностях (например, карьера по горной массе и обогатительной фабрики по перерабатываемой руде), заданном объеме конечной продукции требуемого качества, принятой системе разработки, комплексах оборудования, технологии переработки и др. Основным показателем эксплуатационных кондиций руд является текущее среднее содержание полезного компонента, исходя из которого определяются текущее бортовое и минимальное среднее содержание полезных компонентов в эксплуатационных контурах рудных тел. Эти кондиции определяют на основе данных эксплуатационной разведки и с учетом реальных горно-геологических условий разработки устанавливают оптимальные границы эксплуатационных контуров рудных тел, а также допустимые объемы пустых пород, забалансовых и балансовых руд, соответственно включаемых в эксплуатационный контур и исключаемых из него. Бортовое содержание полезных компонентов устанавливается на основе вариантных (обычно не менее трех-четырех) технико-экономических расчетов. С уменьшением его возрастает объем запасов, уменьшаются объемы вскрышных работ и глубина селекции, снижаются удельные затраты на добычу, но увеличиваются на затраты на переработку полезного ископаемого. Поэтому существует оптимальное значение бортового содержания. Так как содержание одного полезного ископаемого, целесообразно в общем случае устанавливать бортовой комплексный показатель качества полезного ископаемого. Контрольные вопросы: Что подразумевается под кондициями полезного ископаемого? Перечислите основные требования предъявляемые к качеству полезного ископаемого Рекомендуемая литература по разделу: 1. Анистратов Ю. И. Технология открытой добычи руд редких и радиоактивных металлов. – М., Недра, 1988. 2. Мельников Н. В. Краткий справочник по открытым горным работам. М., «Недра», 1974. 424 с. Ржевский В. В. Открытые горные работы. Часть 1. – М., Недра, 1985. Ржевский В. В. Процессы открытых горных работ. М., «Недра», 1978. 542 с. Симкин Б. А. Технология и процессы открытых горных работ. М., «Недра», 1970. 215 с. Томаков П. И., Манкевич В. В. Открытая разработка угольных и рудных месторождений. М., Изд. МГГУ, 1995. 611 с. Технология открытой разработки месторождений полезных ископаемых, ч. I. Под общей ред. М. Г. Новожилова. М., «Недра», 1971. 635 с. |