Научно-технический прогресс на горных работах

Существенную роль в повышении эффективности и качества горно-разведочных работ играет научно-технический прогресс (НТГ1).

Научно-технический уровень производства горно-разведочных работ можно оценить, используя следующие основные критерии:

• • фондои энерговооруженность производства и труда;
• • техническую оснащенность работ (число единиц оборудования на единицу объема работ);
• • техническое состояние основных фондов (технологическая структура оборудования, доля прогрессивных видов техники, качественный уровень технических средств);
• • уровень механизации и автоматизации производства и труда;
• • уровень технологии работ (структура способов выполнения работ, прогрессивность технологических процессов, материалов, видов энергии);
• • темпы технического перевооружения (периодичность замены технических средств и технологий);
• • эффективность научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Для объективной оценки необходимо сопоставление указанных показателей в геологической отрасли с показателями в других отраслях народного хозяйства, а также с мировым уровнем.

О научно-техническом уровне производства работ в целом, эффективности НТП судят по конечным результатам, выраженным значениями основных технико-экономических показателей — производительности труда и стоимости единицы работ.

До сих пор остается немеханизированным целый ряд подготовительно-заключительных и вспомогательных операций при бурении шпуров и погрузке горной массы: преимущественно вручную выполняют работы по заряжанию шпуров, обмену и разгрузке вагонеток, креплению выработок, настилке пути, монтажу и демонтажу оборудования и коммуникаций, поддержанию выработок и т. д.

К числу важнейших направлений НТП относятся комплексная механизация и автоматизация производственных процессов на базе применения высокопроизводительных комплексов оборудования с экономинными видами привода, а также внедрение новых материалов и повышение эффективности их использования как основы для освоения прогрессивных технологий проведения горно-разведочных выработок. При этом можно выделить следующие приоритетные направления НТП: на подземных работах — создание и внедрение мобильных агрегатов, обеспечивающих механизацию отдельных процессов (операций) или процесса в целом.

В связи с увеличением глубины разведки, ориентацией на изучение и освоение крупных месторождений и новых объектов вблизи действующих горнодобывающих предприятий, необходимостью учета вопросов использования выработок при разведке и разработке, а также в связи с влиянием ряда других факторов (в том числе социальных) в перспективе ожидается дальнейшее повышение концентрации подземных горнопроходческих работ, увеличение площади поперечного сечения и протяженности выработок. Все это создает предпосылки для освоения организациями отрасли прогрессивных видов оборудования.

На первом этапе следует предусмотреть более широкое применение переносных (типа ЛКР-У, УПБ), передвижных (КБГР-2 и др.) и самоходных (СБКН-2М) бурильных установок в комплексе с погрузочными машинами (ППН-1) и перегружателями (ПСК-1), а также оборудования с электроприводом — буровых кареток (БКГ-2), машин ступенчатой погрузки (1ППН-5), в том числе с навешиваемыми колонковыми электросверлами (ЭБГП) в комплексе с перегружателями (УПЛ-2) и большегрузными вагонетками с откидным днищем (ВД) или бортом (ВБ). При проведении коротких штолен и особенно выработок околосгвольного двора возможно использование самоходного оборудования на пневмошинном ходу — буровых кареток (СБКН-2П) и погрузочнотранспортных машин (ПД-2; ПТ-2,5; ПТ-4), а также малогабаритного оборудования с электроприводом (при проведении коротких штолен и рассечек в слабоабразивных породах) — бурильных установок УБРС-1 и скреперных лебедок (17ЛС-2СМ).

В дальнейшем должны найти широкое распространение создаваемый для разведки электрифицированный комплекс (электрогидравлический), буровая каретка УБШ-211Г с гидроперфоратором, электрогидравлическая ковшовая погрузочная машина ППН-1 Э с дистанционным управлением, проходческий вагон с донным конвейером (ВПКНЭ-7) и предложенные к разработке электрифицированные комплексы для проведения горизонтальных выработок небольшой протяженности на коренных месторождениях и россыпях (в составе комплексов буровая каретка и погрузочно-транспортная машина с автономным (аккумуляторным) приводом).

Перспективы коренного улучшения состояния шурфопроходческих работ связываются с освоением серийного производства и внедрением универсального геологоразведочного экскаватора (УКШЭ), оснащенного напорным грейфером глубокого (до 10 м) копания и вспомогательным подъемным устройством, а также грейферного агрегата (КМШН) на базе трелевочного трактора (для проходки шурфов глубиной до 20 м в труднодоступной местности). Представляется целесообразной проходка шурфов в мерзлых и некрепких скальных породах экскаваторами, оборудованными гидропневмомолотками и грейферами. Освоение указанной техники, наряду с развитием бурового способа проходки, позволит механизировать шурфопроходческие работы до 80% и в 2 раза повысить производительность труда.

Совершенствование открытых горно-разведочных работ связано с применением серийных землеройно-транспортных машин более совершенных моделей — бульдозеров, в том числе с рыхлителями мерзлых пород, и экскаваторов, в том числе с гидропневмомолотками для разрушения мерзлых и выветренных скальных пород (без применения буровзрывных работ). С помощью указанной серийной техники можно увеличить уровень механизации до 75…80%. Для механизации работ в труднодоступной местности необходимо возобновить производство в отрасли передвижного канатно-скреперного оборудования типа МСУ-0,1 М и организовать выпуск самоходных установок УСС на базе трелевочного трактора; эту установку возможно оснастить гидрошпуропробойником и устройством для отбора проб, что повысит уровень комплексной механизации работ.

Для успешной реализации рассмотренных направлений НТП необходимо соответствующее научно-методическое обеспечение, т. е. разработка методических, инструктивно-нормативных документов по выбору оптимальных вариантов при проектировании и производстве работ.

Концепция оптимизации охватывает три направления:

• 1) оптимизацию систем и значений параметров горно-разведочных выработок, т. е. такой выбор мест заложения объектов и выработок, вида выработок и их числа, протяженности и площади поперечного сечения, который бы обеспечил достижение максимального техникоэкономического эффекта в конкретных условиях с учетом назначения и сроков существования выработок (с целью решения этих задач должна быть предусмотрена разработка соответствующих алгоритмов и программ для расчетов с помощью ЭВМ);
• 2) оптимизацию технологических схем проведения горно-разведочных выработок, т. е. выбор наиболее эффективных технических средств и технологий применительно к тем или иным системам и значениям параметров выработок, объемам и условиям производства работ (также с помощью ЭВМ);
• 3) оптимизацию оперативного управления работами на горноразведочных объектах (в том числе на основе диспетчерского контроля) с целью выявления и реализации резервов производства, рационального использования трудовых, материальных и энергетических ресурсов, а также контроля за безопасным ведением работ.

При «врезке» штолен, проведении выработок околоствольного двора и камер (площадью сечения 5,8…6,4 м и длиной до 200 м), составляющих около 30% основных выработок, получат распространение обычные комплексы серийного горнопроходческого оборудования (ПР-30, ЛКР-У, СБКН-2М, ППН-1, АРП-7, АРВ-7, 5АПР-2М и т. д.) и погрузочно-транспортные средства первого типоразмера (ковшовые — типа Г1Д, а также с ковшом и кузовом типа ПТ).

Основных разведочных горизонтальных выработок площадью сечения 5,8…6,4 м²и длиной более 1000 м будет проходиться около 20% от общего их числа. В настоящее время выработки с такими параметрами проводятся только в 35% партий, в том числе в 26,5% партий они имеют длину от 1000 до 2000 м и лишь в 8,5% партий — более 2000 м. Таким образом, только в 10… 15% партий целесообразно применение буровых кареток (оптимальный годовой объем на комплекс 2100 м/год), конвейеров-перегружателей и бункер-поездов (оптимальный годовой объем на эти комплексы 2400 м/год). Буровые каретки могут применяться и при меньших объемах (менее 1000 м/год), но в высокогорных условиях, где производительность ручного перфораторного бурения снижается на 20…30%.

Конвейеры-перегружатели могут применяться только в прямолинейных подходных выработках. В криволинейных выработках необходимо применять бункеры-конвейеры, которые благодаря самоходности и длине до 7…8 м (вместимость бункера 2…3 м³) являются маневренными, транспортабельными и простыми в обслуживании.

Контрольные вопросы

• 1. Назовите типы залежей полезных ископаемых и охарактеризуйте формы и условия их залегания.
• 2. По каким критериям можно оценить уровень производства горноразведочных работ?
• 3. Какие факторы относят к важнейшим направлениям НТП на горных работах?