CC BY
70
НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 2008 28 января 1 февраля 2008 г. Круглый стол
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ
КОНКУРЕНТОСПО-
СОБНОСТИ
ГОРНЫХ МАШИН.
КАРЬЕРНЫЙ
ТРАНСПОРТ
7
Доклады рекомендованы к опубликованию в Горном информационно-аналитическом бюллетене семинаром "Пути повышения конкурентоспособности горных машин. Карьерный транспорт" симпозиума «Неделя горняка-2008»
8
© В.Л. Яковлев, 2008
УДК 622.001.89:622.68 В.Л. Яковлев
СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КАРЬЕРНОГО ТРАНСПОРТА
Оценивая современное состояние и прогнозируя перспективы развития карьерного транспорта в России, Украине и Казахстане, необходимо учитывать, что изменившиеся политические и социально-экономические условия в этих и других странах СНГ требуют новых подходов и критериев.
Сегодня нет планирования и финансирования развития добывающих отраслей в целом и отдельных горных предприятий на государственном уровне. В условиях рыночной эко-номики каждый собственник или их объединение сами, в рам-ках требований Законодательства в вопросах недропользова-ния, вправе определять объемы добычи и пути реализации то-варной продукции, условия и сроки эксплуатации горного и транспортного оборудования, техно -логию горных работ и другие вопросы горного производства.
Но эта свобода в принятии технологических, технических и экономических решений таит в себе ответственность за эффективную и безопасную разработку месторождений полезных ископаемых. В этих условиях чрезвычайно важное значение приобретает правильный выбор долгосрочной стратегии освоения запасов конкретного месторождения, нахождение на определенный период эксплуатации оптимальных решений по направлениям и темпам развития горных работ, применяемым горным и транспортным машинам и их комплексам.
И здесь, вне всякого сомнения, решающая роль отводится развитию транспортных систем карьеров, теория форми-рования которых для различных горно-технических условий с учетом динамики горных работ и изменения условий окру-жающей среды разработана и продолжает совершенство-ваться в ИГД УрО РАН. Основные ее положения заключа-ются в следующем.
9
1. Ни один из видов карьерного транспорта не имеет совокупности технических, технологических и экономических достоинств, которые позволили бы утверждать, что с его использованием без помощи других видов транспорта можно отрабатывать хотя бы один карьер большой глубины. Одновременное или последовательное применение двух и более видов транспорта в самостоятельном или комбинированном использовании объективно неизбежно.
2. Как при проектировании нового глубокого карьера, так и при его реконструкции в процессе эксплуатации транспортная система для всех этапов разработки должна рассматриваться и приниматься с учетом ее формирования до конца разработки месторождения, в том числе с учетом перехода на открыто-подземный или подземный способы разработки.
3. Последовательность формирования транспортной системы должна увязываться с общей закономерностью развития горных работ, порядком разработки месторождения, развитием схемы вскрытия, формированием рабочей зоны и грузопотоков руды и вскрыши в течение всего срока службы карьера.
4. При разработке глубоких карьеров неизбежен периодический перенос системы вскрывающих выработок и транспортных коммуникаций, однако он должен осуществляться таким образом, чтобы в любой момент времени была возможность обеспечения грузопотоков горной массы со всех горизонтов рабочей зоны. Иными словами, по мере развития горных работ к моменту ликвидации действующей системы вскрывающих выработок, съездов, подъемников, попадающая в зону разноса борта должна быть сформирована другая система транспортных коммуникаций, способных обеспечить нормальную работу карьеров в период реконструкции его транспортной системы без снижения производственной мощности.
Доказательством достоверности получаемых с ее использованием решений при проектировании новых и реконструкции действующих карьеров является многолетняя (около 50 лет) история развития, в частности 14-ти железорудных ГОКов России, Украины и Казахстана, а также ряда меднорудных и асбестовых карьеров.
Следующим этапом развития данного теоретического направления является создание общей теории развития геотехнологических и геотехнических систем карьеров. Она имеет две составляю-
10
щие: терминологию и методологию. Предметами изучения в первом случае являются термины и понятия литературной и специальной лексики (горная терминология), а во втором случае - методы построения идеализированных моделей и методы решения конкретных задач. Цели теоретических исследований включают: методы описания геотехнологических и геотехнических систем, объяснение их поведения и предсказание их будущего. Новое теоретическое знание может быть получено в результате интерпретации в горном деле общих принципов и законов формальной и диалектической логики. Его применение позволит решить следующие научные задачи:
1. Определение роли и места транспортной системы в организационно-технологической системе карьера в стационарных и переходных экономиках.
2. Совершенствование структур геотехнологических процессов горнодобывающих предприятий.
3. Разработка новых принципов организации и управления процессами транспортирования грузов на карьерах, обеспечивающих минимальные объемы вскрыши за счет многофункционального использования вскрывающих выработок и транспортных коммуникаций, применения мобильного и мобильно-стационарного оборудования.
4. Оценка перспектив развития карьерного транспорта с учетом объемов перевозок, дальности транспортирования, высоты подъема горной массы, физико-механических свойств горных пород и экологических условий на период до 2015-2030 гг.
5. Оценка влияния технических характеристик карьерного транспорта на экономические показатели и геотехнологические параметры горного производства с целью осуществления оптимального выбора геотехники для конкретных условий разработки месторождений.
6. Разработка технико-эксплуатационных требований на создание традиционных и специальных видов транспорта, соответствующих условиям их эксплуатации в конкретных горнотехнических и климатических условиях как действующих горнодобывающих предприятий, так и для освоения новых месторождений полезных ископаемых, требующих принципиально новых подходов к формированию транспортных систем.
Таблица 1
11
Актуальные проблемы глубоких карьеров и пути их решения
Проблемы Пути решения Перспективы
1. Определение конечных контуров карьеров 1.1. Обоснование предельной глубины при достижении предельно устойчивых бортов Максимальная полнота извлечения ПИ при минимуме вскрыши
2. Вскрытие глубоких горизонтов 2.1. Применение средств крутонаклонного подъема Независимое вскрытие зон по глубине
3. Минимизация текущих объемов вскрышных работ 3.1. Оптимизация параметров рабочей зоны карьера Использование карьерного пространства для складирования вскрышных пород
3.2. Изыскание систем разработки с крутыми рабочими бортами
4. Формирование транспортных систем глубоких карьеров 4.1. Оптимизация параметров отдельных видов транспорта при самостоятельном и комбинированном их использовании Минимизация энергетических и материальных затрат
5. Разрушение горных пород 5.1. Оптимизация параметров БВР Томография массива. Избирательная конструкция зарядов в скважинах
Сложившаяся в нашей стране система недропользования определяется отличиями природно-климатических и горногеологических условий разработки месторождений полезных ископаемых от других горнодобывающих стран. Из них следует выделить три основных:
- более суровый климат, требующий создания техники в северном исполнении и значительных топливных ресурсов;
- большая глубина залегания запасов и более низкое содержание полезных компонентов требуют больших объемов выемки горной массы на единицу товарной продукции;
- доработка запасов в освоенных районах вблизи горнообогатительных и металлургических предприятий и необходимость освоения новых месторождений при отсутствии развитой инфраструктуры, в том числе транспортной связи.
Все эти факторы взаимосвязаны и усложняют ведение горных работ в целом и формирование транспортных систем в частности. В связи с этим были и останутся актуальными проблемы глубоких карьеров (табл. 1).
12
В последнее десятилетие наметилась четкая тенденция к увеличению доли технологического автомобильного транспорта на открытых горных разработках. Этому способствует следующее:
- технологические преимущества при вскрытии и разработке глубоких горизонтов карьеров;
- маневренность, возможность в короткие сроки ввода в эксплуатацию, увеличения или снижения объемов горных работ;
- относительно более интенсивный, в сравнении с другими видами транспорта, технический прогресс в создании новых машин и систем, их технического обслуживания и ремонта.
В исторической перспективе становление и развитие научных школ карьерного транспорта было неоднозначно. В каждом конкретном случае оно имело специфические особенности в зависимости от среды, а также личности и научных интересов лидера. Хотелось бы привести некоторые основные научные труды по карьерному транспорту (1949-2006 гг.):
1. М.В. Васильев. Карьерный транспорт. Металлургиздат, 1949.
2. Л.Г. Тымовский. Автомобильный транспорт на открытых работах. Углетехиздат, 1952.
3. Е.Ф. Шешко. Основы теории вскрытия карьерных полей. М., Углетехиздат, 1953.
4. М.Г. Потапов. Карьерный транспорт. углетехиздат, 1958.
5. М.Г. Новожилов, В.Г. Селянин, А.Е. Троп. Глубокие карьеры. М., Госгортехиздат, 1962.
6. М.В. Васильев. Научные основы проектирования и эксплуатации автомобильного транспорта на открытых горных разработках. Изд. УФАН СССР, Свердловск, 1962.
7. Л.Г. Тымовский. Комбинированный транспорт на карьерах. М., Госгортехиздат, 1963.
8. В.С. Хохряков. Проектирование и организация работы карьерного автотранспорта. М., Госгортехиздат, 1963.
9. М.Г. Потапов. Карьерный транспорт. М., Госгортехиздат, 1963.
10. М.В. Васильев. Комбинированный карьерный транспорт. М., Недра, 1965.
11. А.О. Спиваковский, М.Г. Потапов, А.В. Андреев. Транспортные машины и комплексы открытых горных разработок. М., недра, 1968.
12. Е.Ф. Шешко, В.В. Ржевский. Основы проектирования карьеров. М., Углетехиздат, 1968.
13
13. М.В. Васильев, Б.В. Фаддеев, С.Л. Фесенко, В.Л. Яковлев. Транспорт рудных карьеров. Труды ИГД МЧМ СССР. Свердловск, 1968.
14.М.В. Васильев, В.Л. Яковлев. Научные основы проектирования карьерного транспорта. М., Наука, 1972.
15. В.Л. Яковлев. Теория и практика выбора транспорта глубоких карьеров. Новосибирск, Наука СО, 1989.
16. В.Л. Яковлев, В.П. Смирнов, Ю.И. лель, Э.В. Горшков. Ди-зель-троллейвозный транспорт на карьерах. Новосибирск, Наука, 1991.
17. В.П. Смирнов, Ю.И. Лель. Теория карьерного большегрузного автотранспорта. Екатеринбург: УрО РАН, 2002.
18. И.В. Зырянов Методы повышения надежности систем карьерного автотранспорта в экстремальных условиях эксплуатации. - М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2003.
19. В.Л. Яковлев. Становление и развитие уральской научной школы карьерного транспорта. В сб. «Геотехнологические проблемы комплексного освоения недр». Екатеринбург, 2004.
20. П.А. Мариев, А.А. Кулешов, А.Н. Егоров, И.В. Зырянов. Карьерный автотранспорт: состояние и перспективы. - Санкт -Петербург: Наука, 2004.
21. П.А. Мариев, А.А. Кулешов, А.Н. Егоров, И.В. Зырянов. Карьерный автотранспорт стран СНГ в XXI веке. С-Петербург: Наука, 2006.
За период 90-х гг., когда отечественна наука переживала не лучшие времена, силы и знания ученых различных направлений в области карьерного транспорта во многом были разобщены и дезинтегрированы. Между тем все более очевидным становится, что наступивший век - век интеграции наук, и наиболее существенные результаты будут достигнуты именно на стыке наук.
С целью координации научных исследований и обмена опытом ученых различных научных школ Институтом горного дела УрО РАН традиционно проводятся научно-практические конференции, встречи, семинары (табл. 2).
Так в 1959, 1966, 1973, 1978, 1984 гг. были проведены пять Всесоюзных научно-технических конференций по карьерному транспорту. На конференциях рассматривались вопросы создания и эксплуатации транспортных машин и устройств, основных направ-
14
лений совершенствования отдельных видов транспорта и обоснования области их применения. Все они
Таблица 2
Координация научных исследований и обмен опытом по проблемам карьерного транспорта
Всесоюзные научно-технические конференции (ИГД МЧМ СССР, г. Свердловск) 1959 г., 1966 г., 1973 г., 1978 г., 1984 г.
Международная научно-техническая конференция: «Проблемы карьерного транспорта» (ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург) 2002 г.
Международный научно-технический семинар «Энергосбережение на карьерном автомобильном транспорте» (ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург) 2003 г.
VIII Международная научно-практическая конференция «Проблемы карьерного транспорта» (ИГД УрО РАН, г. Екатеринбург) 2005 г.
Научно-техническая конференция «Проблемы карьерного транспорта» в рамках II Уральского горнопромышленного форума (г. Екатеринбург) 2007 г.
проводились в г. Свердловске на базе Института горного дела УФАН СССР - Института горного дела МЧМ СССР как признание заслуг уральской научной школы и ее основателя М. В. Васильева в деле становления и развития научного направления карьерного транспорта. Уже первая конференция, которая называлась уральской, по представительству и кругу решаемых проблем была всесоюзной.
Эта традиция сохраняется и по сей день. Потребность в подобных форумах настолько велика, что частота их проведения увеличивается. Так если раньше встречи такого уровня проводились с периодичность в 5-7 лет, то в настоящее время раз в 2 года!
Сегодня понимание необходимости интеграции усилий не только ученых, но и проектировщиков, а также специалистов машиностроительных предприятий требует не только регулярного проведения встреч в формате конференций и симпозиумов, но и создания постоянно действующего научно-техни-ческого совета, который мог взять на себя координирующую и организационную функцию по вопросам развития горного машиностроения в целом и карьерного транспорта в частности, ггттз
Коротко об авторе
15
-© ИЛ . Ква1 инидзе, 2008
УДК 622.001.89:622.68 В.С. Квагинидзе
КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТЬ ГОРНЫХ МАШИН
ажнейшим условием повышения конкурентоспособности горных машин является повышение их качества на всех этапах жизненного цикла.
На современном этапе говоря о качестве горных машин, чаще всего речь идёт о качестве при проектировании, изготовлении и эксплуатации машин. Считаю незаслуженно из этой цепочки по управлению качеством машин исключено звено- подготовка кадров, которое на сегодняшный день является наиболее актуальным, т. к. от качества подготовки кадров зависит какие специалисты будут проектировать, изготовлять и эксплуатировать горные машины.
Для коренного изменения качества машин и соответственно повышения их конкурентоспособности необходимо поставить качество подготовки инженеров в ВУЗе во главу угла в сквозной системе управления качеством горных машин (кадры- проектирование-изготовление-эксплуатация).
Рассмотрим основные задачи, которые необходимо решать на каждом этапе повышения конкурентоспособности горных машин:
1. Подготовка горных инженеров в ВУЗе:
- совершенствование учебных планов и программ подготовки горных инженеров, соответствующих современному уровню производства;
- существенное повышение качества теоретического обучения с упором на инженерные расчёты;
- приближение учебных и производственных практик к действующему производству (проектные институты, заводы-изготовители, горные предприятия);
- приобретение для ВУЗов лабораторно-испытательного оборудования, позволяющего вести качественную подготовку инженеров и проводить научно-исследовательские работы;
16
