Техническое перевооружение филиала ОАО хк Якутуголь разрез Нерюнгринский Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© А.Л. Фирсов, Д.А.Бобровский, А. А. Синяков, 2009

УДК 622.23.05

А.Л. Фирсов, Д.А.Бобровский, А.А. Синяков

ТЕХНИЧЕСКОЕ ПЕРЕВООРУЖЕНИЕ ФИЛИАЛА ОАО ХК «ЯКУТУГОЛЬ» РАЗРЕЗ «НЕРЮНГРИНСКИЙ»

Семинар № 12

Филиал ОАО ХК «Якутуголь» Разрез «Нерюнгринский» является крупнейшим угледобывающим предприятием на Дальнем Востоке и отрабатывает запасы пласта «Мощный» Нерюнгринского каменноугольгного месторождения. Нерюнгринское месторождение каменного угля находится в Алдано-Чульманском угленосном районе Южно-Якутского угольного бассейна на территории Нерюнгринского района Республики Саха (Якутия) вблизи города Нерюнгри. Пласт «Мощный» представляет собой мульдообразную залежь площадью 16 км2 с максимальной глубиной залегания пласта в центральной части мульды 320 м. Средняя мощность пласта составляет 26,5 м, максимальная - до 120 м. Потребителями угля являются российские металлурги и энергетики, Япония, Южная Корея, Индия, Тайвань.

Разработка Нерюнгринского месторождения ведется по транспортной системе экскаваторно-автомо-бильным

комплексом. Подготовка вскрышных пород к выемке осуществляется буровзрывным способом.

Строительство разреза «Нерюнгрин-ский» осуществлялось, в первую очередь, для удовлетворения потребностей ряда сталелитейных компаний Японии в высококачественных коксующихся углях.

Вследствие этого, в связи с необходимостью скорейшей подготовки фрон-

та коксующихся углей, в первое десятилетие эксплуатации разреза имела место бурная интенсификация горных работ как по вскрыше, так и по добыче (рис. 1, 2).

Темпы роста объема вскрышных работ в эти годы составляли от 116 % до 180 %, добычных работ - от 120 до 165 %.

Максимальные объемы были достигнуты в 1989 году:

- добыча - 14 881 тыс. т;

- вскрыша - 98 329 тыс. м3.

Столь резкий прирост объема горных работ стал возможен за счет значительного увеличения парка горнотранспортной техники. Так за 4 года (с 1981 по 1984 гг.) в экс-плуатацию было введено 25 вскрыш-ных экскаваторов, т.е. 6 ед. ежегодно.

Сложившийся в 90-е годы, экономический кризис в стране негативно отразился на дальнейшей работе разреза. Отсутствие денежных средств на закупку ТМЦ, в т.ч. запасных частей и взрывчатых материалов, вызвало необходимость снижения издержек производства, что привело к резкому спаду объемов вскрышных работ (до 29-40 млн. м3). Объемы добычи также снизились, но оставались на достаточно высоком уровне (рис. 3).

Работа разреза с меньшим коэффициентом вскрыши в течение 7-8 лет имела негативные последствия для предприятия:

Динамика изменения объема вскрышных работ по разрезу "Нерюнгринский", млн. м3

Рис. 1

Динамика изменения годовых объемов добычи

Годы эксплуатации

Рис. 2

- снизились объемы вскрышных ра- была нарушена планомерная подготовка бот на Восточном участке, в связи с чем коксующихся углей на перспективу;

Рис. З

- в целом фронт горных работ по добыче сократился с 13,8 км до 9,3 км, по коксующимся углям фронт сократился до 4,5 км по сравнению с 1991 годом, что усложнило управление качеством поставляемого на ОФ коксующихся углей в забое.

Для выживания в таких жестких условиях, была разработана программа реструктуризации ГУП «Якутуголь», основной целью которой являлось снижение производственных затрат и стабилизация вскрышных работ на разрезе «Не-рюнгринский».

В 1996 году за счет собственных средств были закуплены и введены в эксплуатацию два экскаватора фирмы «Марион» 301-М емкостью ковша 40 м3 в комплексе с 220 тонными автосамосвалами Haulpak Dresser 830E (Komatsu). Переход на оборудование большой единичной мощности обусловлено следующими основными факторами:

1. Снижение эксплуатационных затрат отдельных экскаваторов по маркам ЭКГ-20 и 201-М, по которым дальней-

шая эксплуатация, нецелесообразна из-за больших денежных и трудовых затрат на проведение восстановительных ремонтов. Капитальный ремонт экскаваторов ЭКГ-20 и 201-М, разрезу в среднем обходится 45 млн. рублей за каждую единицу и, как показывает практика, для экскаваторов за нормативными сроками службы или близких к ним, проведение капитальных ремонтов не гарантирует безаварийную эксплуатацию. Немаловажен и тот факт, что все экскаваторы, с истекшим сроком эксплуатации, каждые 2 года проходят независимую экспертизу, для получения разрешения на продление срока безопасной эксплуатации технических устройств на опасных производственных объектах.

Ввод в эксплуатацию двух экскаваторов 301-М позволило высвободить пять запредельно изношенных экскаваторов ЭКГ-20 и создать резерв запасных частей и узлов, позволивших дальнейшую эксплуатацию оставшихся шести экскаваторов ЭКГ-20. Двумя экскаваторами 301-М в 2000 году при общей численности вскрышного экскаваторного

Рис. 4

парка 17 ед., выполнено 29 % всех объемов вскрышных работ, при этом численность обслуживающего персонала составляет всего 9,1 % от численности экскаваторных бригад на вскрышных работах.

2. Изменением горно-технических условий отработки вскрышных горизонтов.

С целью ритмичной подготовки запасов коксующихся углей и уменьшения текущего коэффициента вскрыши, в 2001-2002 гг. разрезом, совместно с НИИ (ВНИМИ г. С-Петербург, МГГУ г. Москва, ОАО Сибгипрошахт г. Новосибирск) были проведены работы по оптимизации ведения горных работ, это позволило увеличить угол наклона рабочего борта с 13° (по проекту) до 19°-21 ° и стабилизировать текущий коэффициент вскрыши в целом по разрезу. В 2002 году на Западном, а затем и на Восточном участках, была начата реконструкция рабочего борта, путем разделения вскрышной толщи на несколько групп. Группы разделены между собой площадками шириной 42 и 92 м. Каждая группа представляет 5 и более уступов, разделенных между собой бермами шириной 17 м. (рис. 4).

Отработка каждой группы, производится, обособлено сверху вниз. Такой порядок отработки сохранится до постановки рабочего борта в предельное положение, с углом наклона рабочего борта 30,5°, после сближения с ЮгоВосточным участком до допустимых пределов.

Объем и ритмичность подготовки запасов угля, при данной схеме ведения горных работ, напрямую зависит от скорости отработки группы уступов, что предопределяет использование в каждой группе высокопроизводительных экскаваторов, месячной производительностью 600-700 тыс. м3 и более. Ведение горных работ с использованием экскаваторов большой единичной мощности, также позволяет:

- уменьшить ширину площадки между группами от 92 м до 60-70 м, что даст возможность увеличить результирующий угол до предельных величин (25° и более по рекомендации ВНИМИ г. С-Петербург) и уменьшить текущий коэффициент вскрыши до 5,5 м3/т.)

- проводить взрывные работы на уступах в один этап, улучшив тем самым организацию вскрышных и добычных работ на разрезе, уменьшить простои горно-

транспортного оборудования по взрывным работам и перегонам.

В 2000-х годах сложилась кризисная обстановка с экскаваторами 201-М, которые выполняли сложные, ответственные работы по вскрытию и зачистке угольного пласта, нарезке скользящих съездов и пр. Суммарная годовая производительность 6 экскаваторов по этой марке снизилась в 1,5-1,7 раза в сравнении с 90-ми годами. В 2002 году по экскаваторам 201-М простои на списочный экскаватор в плановых ремонтах, достигли 2570 часов. В связи с этим было принято решение о списании двух экскаваторов на запчасти, для обеспечения эксплуатации оставшихся четырех экскаваторов. Принятые меры позволили несколько улучшить техническое состояние оставшегося парка экскаваторов 201-М, но лишь на 1-2 года. В 2005 году из эксплуатации выведен еще один экскаватор 201-М. Для замены выбывающих экскаваторов 201-М в 2002 году введены в эксплуатацию два дизель-гидравлических экскаватора РС-5500 емкостью ковша 23 м3, которые позволили нарастить годовые объемы вскрышных работ на разрезе с 50 млн. м3 до 56 млн м3. Всего за период 19972002 гг. введены в эксплуатацию 2 экскаватора 301-М с емкостью ковша 40 м3, 2 дизель-гидравлических экскаваторы РС-5500 емкостью ковша 23 м3, 5 буровых станков БМ-Н для бурения скважин диаметром 311-320 мм и 18 автосамосвалов Наиірак 830Е грузоподъемно -стью 218 т.

Дальнейший этап технического перевооружения разреза связан с реализацией бизнес-плана по увеличению добычи коксующихся углей на разрезе на 1400 тыс. тонн. Необходимость в увеличении добычи была продиктована возросшим спросом на нерюнгринский концентрат как у внутреннего потребителя, так и у

ряда японских металлургических компаний. Проектными проработками установлен следующий календарный план горных работ (табл. 1).

В рамках реализации бизнес-плана в декабре 2005 года - марте 2006 года были введены в эксплуатацию 2 электро-гидравлических экскаватора РС-8000 производства «КМ в» (Германия) емкостью ковша 36 м3.

В 2007 году планируется ввести третий экскаватор РС-8000 и при этом списать 3 экскаватора, достигших предельного износа (1 ед. ЭКГ-15, 2 ед. 201-М).

На 01.01.2007 года вскрышной экскаваторный парк представлен в табл. 2.

Объем вскрышных работ составил -67,504 млн. м3. Качественное состояние вскрышного экскаваторного парка на 01.01.07г. выглядит следующим образом (табл. 3).

Добычные экскаваторы

Добычной экскаваторный парк существенного изменения не перетерпел. Производство добычных работ осуществляется экскаваторами ЭКГ-8И, ЭКГ-10И, шагающими экскаваторами ЭШ-13/50 и ЭШ-11/70 (переоборудованного в 2006 году до ЭШ-13/50), которые используются на зачистке кровли пласта и погрузки угля в условиях высокой обводненности, также при отработке угольного пласта в районе так называемых «западин».

Для транспортирования угля используются автосамосвалы БелАЗ-7515, БелАЗ-75129, БелАЗ-75138 грузоподъемностью 110-130 т.

Экскаваторы ЭКГ-8И (ЭКГ-10) отличаются высокой эксплуатационной надежностью и коренных изменений

366

Наименование Ед. ГОДА

изм. 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Всего по разрезу

Добыча, всего тыс. т 8800,0 9200,0 10000,0 10000,0 10000,0 10000,0 10000,0 10000,0 10000,0

коксующиеся тыс. т 5400,0 5500,0 6300,0 6700,0 7000,0 7500,0 7800,0 7800,0 7800,0

Вскрыша тыс. м3 55000,0 67000,0 68000,0 60000,0 60000,0 60000,0 60000,0 60000,0 60000,0

Коэффициент вскрыши м3/т 6,25 7,28 6,80 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00 6,00

Таблица 2

Наименование Количество, ед. Емкость ковша, м3

ЭКГ-15 АО «Ижорские заводы» (Россия) 3 15

201-М «Марион» (США) 2 16

ЭКГ-20 УЗТМ (Россия) 6 20

301-М «Марион» (США) 2 40

РС5500 «КМО» (Германия) 2 23

РС-8000 «КМО» (Германия) 2 36

Всего: 17

Таблица 3

№ п/п Марка экскаватора Кол-во Дата ввода в экспуат. Срок службы по ТУ завода-изготовителя Средний % износа на 01.01.07г. ( по нормам аммортиз.) Средняя наработка с начала эксплуатации на 01.01.07г., тыс. м3 горной массы (на списочный экскав.) Мах. годовая пр-сть экскаватора по маркам, тыс. м3 вскрыши

1 301-М 2 1997 г. 2015 г. 53,9 54800 7219

2 РС 5500 2 2002 г. 2020 г. 22,9 17900 4952

РС 8000 2 2005-2006 г. 2025-2026 4,4 6400 6838

3 ЭКГ-20 6 1983-87 г.г. 2006-10 г.г. 107,8 47400 4375

4 201-М 2 1984 г. 2007 г. 113,6 51600 3858

5 ЭКГ-15 3 1989-1990 гг. 2009 г. 83,6 29300 3275

- 367 -

Наименование Количество, ед. Емкость ковша, м3

ЭКГ-8И АО «Ижорские заводы» (Россия) 6 8

ЭКГ-10И АО «Ижорские заводы» (Россия) 1 10

ЭШ-13/50 НКМЗ (Украина) 2 13

РС-3000 1 8,5

Всего: 9

в модельном ряде экскаваторов на добыче в ближайшее время не произойдет.

В целях повышения технологичности работ по добыче угля приобретен и введен в эксплуатацию дизель-гидрав-лический экскаватор РС-3000 с рабочим оборудованием типа «обратная лопата» (емкость ковша 8,5 м3).

Выбор данного типа экскаватора производился по следующим критериям:

- оптимальные эксплуатационные расходы (себестоимость 1 м3 горной массы, сопоставимая экскаваторам ЭКГ -8И).

- параметры экскаватора, позволяющие грузить на уровне стояния автосамосвалы-углевозы грузоподъемностью до 130 т и породовозы грузоподъемностью до 180 т;

- возможность работы в сложных гидрогеологических условиях, частично выполняя функции шагающего экскаватора по устройству зумпфов, дренажных канав и т. д.;

- возможность работы в зонах геологических нарушений «западин» и в зонах расщепления пласта.

Списочный парк добычных экскаваторов на 01.01.2007 года составляет (табл. 4):

Качественное состояние добычного экскаваторного парка на 01.01.07 г. выглядит следующим образом (табл. 5):

Буровые установки Все вскрышные и часть добычных работ производятся с применением буровзрывного способа подготовки горной массы к экскавации.

В ходе строительства разреза, при подготовке взорванной горной массы в условиях вечномерзлых пород, был выявлен факт существенных потерь взрывных скважин диаметром 200-250 мм по причине перемерзания. По этим обстоятельствам разрез «Нерюнгринский» в 80 годах вынужден был перейти на бурение взрывных скважин большого диметра (311-320 мм) буровыми установками импортного производства.

В связи с увеличением годовых объемов вскрышных работ до 68 млн. м3 и с целью обновления бурового парка в первом полугодии 2006 года введены в эксплуатацию две дизель-

гидравлические буровые установки Pit Viper-275, с диаметром бурения до 275 мм. При выборе оборудования был учтен опыт эксплуатации электро-

гидравлических буровых установок DM-H, у которых сдерживающим фактором производительности, являются длительные технологические простои, связанные с перегонами буровых установок.

Качественное состояние парка буровых установок на 01.10.07г. выглядит следующим образом (табл. 6):

Бульдозерная техника

На разрезе «Нерюнгринский» применяется бульдозерная техника в основном импортного производства (фирма Komatsu). На 01.01.07 г. парк представлен следующим и марками:

D-355A - 18 ед.;

WD-600 - 9 ед.;

Т-35.01 - 1 ед.;

D-275A-5 - 8 ед.

368

№ п/п Марка экскаватора Количество Дата ввода в экспуат. Срок службы по ТУ завода-изготовителя Средний % износа на 01.01.07г. Средняя наработка с начала эксплуатации на 01.01.07г., тыс. м3 горной массы

1 ЭШ-13/50 2 1985-1992 гг. 2001-2011 104,6 13400

3 ЭКГ-10 1 1991 г. 2008 87,6 21000

4 ЭКГ-8и 6 1979-89 г.г. 1994-2003 г.г. 153,9 28300

5 РС-3000 1 2006 2026 1,2 665

Таблица 6

№ п/п Марка б/установки Количество Дата ввода в экспуат. Срок службы по ТУ завода-изготовителя Средний% износа на 01.01.07 г. Средняя наработка с начала эксплуатации на 01.01.07 г., тыс. п.м. (на один станок)

1 БМ-И 5 1997-98 г. г. 2007-08г.г. 87,7 870

2 СБШ-320В 2 1992 г. 1998 286,7 605

3 СБШ-250МНА-32 2 1991-01 г.г. 1997-07 г.г. 210 450

4 РУ-275 2 2006 г. 2021 г. 4,8 120

Таблица 7

№ п/п Марка бульдозера Коли- чество единиц Дата ввода в экспуа-тацию Год списания по нормам амортизации Фактически отработано лет Норма- тивный моторес. м/ч Фактическая наработка, м/ч (сред. на бульдозер)

1 Б355А "Ком^и" 4 1986-87гг. 1992-93гг. 20-21 лет 51000 м/ч 94 000

2 II 14 1993-97гг. 2000-04 гг. 10-14 лет 75 000

3 Б 275А-5 "КомаІ8и" 8 2004-05гг. 2014-15 гг. 1-2 года 13 000

4 ^600-1 "КомаІ8и" 9 1989-06 гг. 1995-20 гг. 1-18 лет 70 000

6 Т35.01 ЯБР1 1 2001г. 2008 6 41000 м/ч 26 000

Качественное состояние бульдозерного парка на 01.01.07 г. отражено в табл. 7

С 2004 года ведется планомерное обновление бульдозерного парка бульдозерами D-275A-5 “Komatsu”. В 2006 году введены в эксплуатацию два колесных бульдозера марки WD600-1 “Komatsu”.

Выводы

Техническое перевооружение является неотъемлемой частью сбалансированной технической политики любого промышленного предприятия. В повышении конкурентноспособности продукции, снижении затрат, повышении производительности и безопасности труда, улучшении организации работ, техническое перевооружение основного и вспомогательного производства играет не последнюю роль.

Оно особенно актуально для многих угледобывающих предприятий России, где износ основных средств достигает своего предельного значения. В частно-

сти, по разрезу «Нерюнгринский» необходимо сказать, что поддержание работоспособности экскаваторов, находящихся за сроком амортизации (экскаваторы марок 201-М, ЭКГ-20), связано с несоизмеримыми затратами по сравнению с вариантом приобретения экскаватора большой единичной мощности.

Проведение технического перевооружения на разрезе «Нерюнгринский» связано как с потребностью обновления парка основного горно-транспортного оборудования, так и с острой необходимостью в снижении издержек производства для повышения конкурентноспособности продукции в свете неблагоприятно складывающейся конъюнктуры рынка угля (в частности коксующегося).

По поводу качественного аспекта технического перевооружения необходимо сказать, что мировая тенденция в применении высокопроизводительной гидравлической техники находит свое отражение и на разрезе «Нерюнгринский». птш

— Коротко об авторах -----------------------------------------------------------------

Фирсов А.Л. - директор,

Бобровский Д. А. - ведущий инженер по горным работам,

Синяков А.А. - ведущий инженер по горным работам, канд. техн. наук,

Филиал ОАО ХК «Якутуголь» Разрез «Нерюнгринский».

Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 12 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. В.В. Мельник.