К настоящему времени основные технологические процессы на рудниках механизированы, причем на отдельных передовых в техническом отношении рудниках механизированы полностью, включая вспомогательные операции — перенос к монтаж оборудования, смена рабочего инструмента и т. п. Вспомогательные процессы механизированы лишь частично, наиболее высокий уровень механизации обеспечивается при использовании самоходного (автомобильного типа) оборудования.
На многих рудниках электровозный транспорт полезного ископаемого автоматизирован в части управления стрелочными переводами, светофорами, вентиляционными дверями на магистральных путях, а также электровозами в главных местах погрузки и разгрузки составов. Конвейерный транспорт на ряде рудников автоматизирован полностью. Околоствольные установки подъема, водоотлив, компрессорная, вентиляционные, калориферные и дробильные установки и т.п. автоматизированы на достаточно высоком уровне.
На крупных горизонтах некоторых рудников полностью автоматизирован комплекс: электровозный транспорт руды, включая движение, погрузку и разгрузку составов; дробление руды в околоствольной дробильной установке; подъем руды.
Помимо автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУТП), работают над автоматизацией организационного управления. Последняя предполагает сбор и передачу информации с помощью технических средств, использование ЭВМ для обработки информации и подготовки решений. Объекты: планирование горных работ, диспетчерское управление, выполнение всех расчетов по снабжению рудника и реализации продукции. Диспетчерское (организационное в течение смены) управление по ряду процессов может быть автоматическим (без человека), для других процессов ЭВМ выдает рекомендации в режиме советчика.
В соответствии с директивами XXV съезда КПСС и материалами XXVI съезда КПСС главные направления научно-технического прогресса должны предусматривать широкое применение самоходного оборудования и вибротехники, создание и широкое применение технических средств и технологий для разработки бедных и сложных месторождений, эффективную механизацию вспомогательных работ. Ближайшие задачи:
1. Совершенствование механизации основных процессов с целью повышения их производительности и улучшения условий труда, и их автоматизация.
2. Полная механизация вспомогательных операций и вспомогательных процессов.
3. Внедрение дистанционного и программного управления оборудованием на очистной выемке с целью повышения безопасности работ и расширения применения высокопроизводительных систем разработки, при которых машины эксплуатируются в очистном пространстве.
4. Поисковые исследования в области робототехники, которая еще более расширит возможности работы машин в опасных для людей выработках.
5. Автоматизация процессов очистной выемки и завершение автоматизации транспортирования полезного ископаемого.
6. Разработка автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП), комплексами процессов и предприятием в целом (АСУП).
Совершенствованием механизации и автоматизации преследуются цели повысить эффективность и качество работы предприятия и интенсивность разработки блоков, улучшить условия труда, задалживать в забоях минимальное число рабочих на минимальное время. Большое внимание уделяется созданию комфортных условий работы. Так, на мощных самоходных машинах устанавливают кабины, снижают уровень шума, запыленность, вибрационные нагрузки, внедряют дистанционное и программное управление.
Следует также учесть социальную значимость механизации и автоматизации производственных процессов в связи с тем, что они освобождают рабочих от тяжелого физического или скучного однообразного труда.
Поэтому технические решения, повышающие культуру производства, облегчающие физический труд, заменяющие автоматикой однообразный труд, заслуживают предпочтения нередко и тогда, когда экономический расчет не может учесть их преимуществ. В этой связи представляют интерес поисковые исследования в области робототехники (для подземной добычи руд), включая необходимое в связи с этим совершенствование технологии добычи. Итогом может стать создание комплекса машин и роботов для непрерывной автоматической добычи.
Концентрация горных работ. Совершенствование механизации процессов выемки руд и их автоматизация, а также сокращение вспомогательных работ сдерживаются в значительной мере разбросанностью горных работ, рассредоточением их по большому числу залежей, горизонтов, блоков, подэтажей и т. п, Необходимым условием технического развития подземной добычи руды является сосредоточение горных работ на базе их интенсификации.
Концентрация целесообразна лишь до известного предела, за которым снижается надежность выполнения производственной программы в связи с малыми резервами в производительности блоков. Однако на подавляющем большинстве рудников еще далеки от этого предела, поэтому соображения об ограничении концентрации не имеют практического значения.
Концентрацию горных работ повышают преимущественно за счет интенсивных методов, увеличивающих часовую производительность блоков, забоев и т. п. (в отличие от экстенсивных методов, основанных на увеличении числа блоков и продолжительности их работы в год, сутки, смену)
Концентрация горных работ (в пределах рудника данной производительности) определяется числом действующих горизонтов, протяженностью поддерживаемых выработок, числом действующих очистных и подготовительных забоев, размером площади, на которой они расположены и т. п.
Наиболее универсальным показателем концентрации горных работ можно считать производительность очистного забоя.
Увеличение производительности забоя дает прямой эффект в виде снижения затрат (суммарных по всем забоям и удельных на 1 т руды) на оборудование и заработную плату, который поддается инженерному расчету. Ho кроме того, существует и косвенный эффект. Последний выявить гораздо сложнее, но все равно его необходимо учитывать в сравнительных расчетах, если концентрация работ существенно различается при сравниваемых вариантах.
Так, сравниваются доставка руды в блоках скреперными установками производительностью по 200 т/смену и самоходными машинами производительностью по 600 т/смену. По затратам на проведение доставочных выработок, приобретение и монтаж оборудования и его эксплуатацию дешевле может оказаться скреперная доставка. Ho при использовании самоходных машин удастся втрое сократить число забоев, а это даст экономию на транспортировании руды, поддержании выработок, и вспомогательных процессах, которая может значительно превысить перерасход по прямым затратам.
С известной условностью можно считать, что трудоемкость электромеханического обслуживания забоев, чистки и поддержания выработок и т. п. прямо пропорциональна фронту работ и, следовательно, числу забоев. Затраты же на транспорт и геолого-маркшейдерское обслуживание примерно в половинной своей доле прямо пропорциональны числу забоев.
Варианты технологии и механизации процессов добычи руд часто различаются по обеспечиваемой ими концентрации горных работ. Повторим пример: доставка руды самоходным оборудованием повышает производительность забоя против скреперной доставки. Уменьшение расстояния между взрывными скважинами (до известных пределов) улучшает дробление руды, за счет этого интенсифицирует доставку и опять-таки повышает производительность блока.
В таких и подобных случаях при сравнении вариантов следует учитывать различие в затратах на транспорт и вспомогательные работы, зависящие от концентрации горных работ. Аналитический расчет здесь невозможен. Весьма ориентировочно можно считать, что удельные (на 1 т рудной массы) затраты (руб), зависящие от концентрации горных работ в забоях, составляют
где баз — индекс базисного варианта (параметра); с — себестоимость добычи рудной массы, руб/т; k — удельное значение в себестоимости добычи затрат на подземный транспорт, поддержание выработок и вспомогательные процессы, зависящих от фронта работ, доли единицы; l — коэффициент пропорциональности этих затрат числу действующих забоев (блоков); р — производительность забоя (блока).
При современном техническом состоянии рудников можно принимать kбаз = 0,3/0,45; l = 0,4/0,5.
Из (Ш.1) следует, что экономия (руб) за счет концентрации горных работ при i-ом варианте но сравнению с базисным составит на 1 т рудной массы
Для примера укажем, что повышение производительности забоя на 10 % снижает примерно на 2 % (к общей стоимости добычи руды) денежные затраты на транспортирование и вспомогательные процессы.
Этим принципом можно, пользоваться только применительно к ограниченному росту производительности забоев (примерно до 1,5—2 раз), так как по мере дальнейшего роста влияние его на объем вспомогательных работ заметно снизится, Во многих случаях ввиду отсутствия методик численных оценок приходится учитывать косвенный эффект от концентрации работ лишь по общим соображениям.
- Основные требования к разработке месторождений
- Рациональное использование недр
- Нормирование показателей извлечения руды
- Экономический ущерб от потерь материала и разубоживания руды
- Методы определения фактических показателей извлечения руды
- Структура показателей извлечения руды
- Виды потерь и разубоживания руды
- Общие сведения о требованиях к использованию недр при разработке месторождений
- Классификация производственных процессов подземных горных работ
- Горнотехнические условия рудных месторождений