Общая технологическая и экономическая оценка производственных процессов

ЛЕКЦИЯ №5

Классификация производственных процессов подземных горных работ

Добыча руд, как и вообще производство какой-либо продукции подразделяется на технологические процессы, которые в свою очередь делятся на рабочие процессы и далее на операции. Деление это условное, детальность его тем меньше, чем выше уровень, на котором рассматриваются работы.

Так, в отраслевом министерстве добыча руды в целом – это единый технологический процесс, подразумевая, что он состоит из рабочих процессов – отбойки руды, доставки и т.д. то масштабе рудника отбойке руды и ее доставка является технологическими процессами, а рабочими – бурение, заряжание, взрывание и т.п.

Для производственного участка рудника бурение, заряжание, взрывание является процессами технологическими.

Мы рассмотрим классификацию технологических процессов подземных работ, соответствующую уровню рудника.

Напомню, что рудной массой называется руда, засоренная вмещающими породами или закладкой при добыче. В очевидных случаях условно называем рудную массу рудой, например, доставка руды, подъем руды и т.п.

I Основные технологические процессы

(объект – руда или вмещающие породы)

А. Процессы ГКР (деление на процессы не дается)

Б. Процессы проведения горно-подготовительных выработок на этажных горизонтах (бурение, заряжание, взрывание, уборка, крепление).

В. Подготовительно-нарезные работы в очистных блоках – проведение в очистном блоке выработок, необходимых для очистной выемке.

Г. Процессы очистных работ

а) Отбойка руды - отделение руды от массива, если f > 5 м, заряжают ВВ и взрывают. В пластах мягких руд применяют механическую отбойку с помощью комбайнов.

б) Доставка руды – перемещение рудной массы от забоя до этажных выработок, по которым ее транспортируют к шахтному стволу или на поверхность. Доставка бывает самотечная, механизированная с помощью самоходного пневмоколесного (реже гусеничного) оборудование, конвейеров, скреперов, комбинированное – самотечная по очистному пространству и рудоспускам + механизированная по горизонтально подготовительно-нарезным выработкам. В случае применение самоходных машин доставка руды нередко совмещается с транспортом.

в) Вторичное дробление – дробление негабаритов в очистном пространстве перед погрузкой на транспорт.

г) Процессы поддержание очистного пространства – закладка, крепление, упрочнение пород.

Д. Процессы перемещения и дробления рудной массы вне очистного блока:

а) Подземный транспорт руды – перемещение рудной массы по этажным выработкам к стволу, капитальному рудоспуску, к устью штольни.

б) Подземное дробление руды: (рудной массы).

Дробят до крупности < 200 мм. Дробилки устанавливают около ствола. Применяют для того, чтобы из блока выдавать руду в крупных кусках (до 800÷1000 мм и более), не прибегая к вторичному дроблению.

Подземное дробление применяют почти на всех крупных шахтах при средней крепости руд и крепких рудах.

в) Подъем по вертикальным или наклонным стволам (скип, клеть, конвейер).

г) Складирование на поверхности – работы по размещению руды в бункерах или открытых складах, включая аварийные.

д) Отгрузка руды потребителю – отгружают в вагоны, автосамосвалы и другие виды транспорта для транспортирования рудной массы на ОФ или металлургический завод.

Е) Процессы управления качеством руды.

Должна соблюдаться: выемка только кондиционных руд; норматив разубоживания; плановое качество рудной массы, стабильность качества во времени. Этими мероприятиями определяются функции контроля и управление, в связи с которыми определяется количество и качество руды и рудной массы в забоях, рудоспусках, бункерах.

Получая соответствующую информацию, закрывают забой с некондиционной рудой, регулируют добычу руды из различных блоков, сортируют рудную массу.

а) Сортировка производится геофизическими методами, по крупности, визуально. Делают это в забоях, околоствольных дворах, на поверхности.

б) Усреднение качества

Ж) Процессы перемещения пустой породы (или некондиционной руды).

а) Транспорт пустой породы; - Перемещение от проходческого забоя до ствола или породоспуска, пневмоколесные машины.

б) Подъем пустой породы; - По вертикальным и наклонным стволам в клетях, скипах, реже автосамосвалами по съездам.

в) Образование породных отвалов; - Работы по размещению на земной поверхности, выданной из шахты пустой породы

II. Вспомогательные технологические процессы (обеспечивающие возможность выполнение основных процессов).

А. Монтажные и ремонтные работы.

а) Монтажно-демонтажные работы в очистных блоках – выполняются забойными рабочими или рабочими механической службы.

б) Ремонт оборудования – выполняется рабочими механической службы мелкий ремонт забойного оборудование.

в) Ремонт горных выработок (чистка горных выработок, ремонт – рабочими добычных и транспортных участков).

Б. Транспортировка людей, материалов и оборудования:

а) Спуск – подъем людей, материалов и оборудования: осуществляет по вертикальным и наклонным стволам в клетях или автомашинах.

б) Вспомогательный транспорт – перемещение людей, материалов и оборудования от шахтного ствола до рабочего места или склада (а/машин; эл./возами; На зарубежных рудниках ленточными конвейерами или канатной дорогой). Здесь заняты рабочие транспортного участка.

в) Доставка материалов и оборудование в очистные блоки (от этажных выработок до мест использования), осуществляется забойными рабочими или специальной бригадой.

В. Процессы энергоснабжения, вентиляции, водоотлива.

а) Работы по электроснабжению – работы по монтажу и обслуживанию участковых подстанций и сетей для подачи энергии к электродвигателям и к осветительному приборам.

б) Работы по снабжению сжатым воздухом – обслуживание компрессорных станций и магистральных воздуховодов, прокладка, ремонт и демонтаж местных воздуховодов. Местные воздуховоды обычно обслуживают слесари добычных участков.

в) Работы по водоснабжению – прокладка и обслуживание трубопроводов для подачи воды к буровым станкам, для орошения запыленных участков, образование водяных завес.

Выполняются механической иногда вентиляционной службой рудника.

г) Работы по вентиляции – кондиционирование и очистка воздуха, подогрев, охлаждение, обслуживание вентиляторов, их монтаж и демонтаж, перемычек, дверей, воздуховодов.

д) Работы по водоотливу – монтаж, обслуживание водоотливных ставов, насосных станций, дренажных устройств.

Г. Геолого-маркшейдерские работы

а) Геологическое обслуживание горных работ – осуществляемых геологической службой предприятия.

б) Маркшейдерское обслуживание горных работ.

в) Внешний контроль за качеством рудной массы – осуществляется ОТК и химической лабораторией.

Д. Прочие вспомогательные работы – обслуживания складов материалов и оборудования, АБК и т.д.

Основные требования, предъявляемые к производственным процессам.

1. Безопасность работ и соблюдение необходимых санитарно – гигиенических условий. Это главное и безусловное требование в социальном обществе. Эти требования изучаются в специальных дисциплинах.

2. Недопущение сверхнормативных потерь и разубоживания, а также выборочной отработки месторождения с богатой или бедной рудной. Сохранность забалансовых запасов.

3. Max интенсивная отработка блоков.

4. Min издержки производства и max производительность труда.

5. Выполнение производственной программы по качеству и количеству. Число забоев и производительность технологических процессов.

6. Постоянное во времени качество руды.

7. Комплексное использование месторождения: т.е. возможно более полное использование всех типов руд и вынимаемых пустых пород (стройматериалы, дорожное покрытия и т.п.

8. Охрана месторождения полезных ископаемых: от затопления, пожаров и других нарушений, снижающих качество полезного ископаемого.

9. Возможное использование старых горных выработок: под парники, склады и других целей.

Кроме этих требований к производственным процессам предъявляются еще правила технической эксплуатации месторождения. Рассмотрим основные из них:

При проведении и креплении горных выработок:

1. Способ проведения: (БВР, механическим, бурением), сечение и форма выработок должны соответствовать проекту. В процессе проходки должен осуществляться систематический геолого-маркшейдерский контроль за направлением, уклоном, размерами и состоянием выработок.

2. Перед началом работ: Надлежит пробурить контрольную геологическую скважину (свойства пород, прорыв, выброс газа, пород, горные удары).

3. При суммарном притоке более 8 м³/час должен применяться специальный способ проходки.

4. Откаточный штрек на всем протяжении должен иметь уклон в сторону околоствольного двора: ‰

при рельсовом транспорте – 0,003÷0,005;

при автомобильном транспорте – 0,05÷0,2

при конвейерном транспорте – 0,01÷0,02

5. При проходке горизонтальных и наклонных горных выработок утраиваются канавки для водоотвода глубиной >0,2 м.

 

Общая технологическая и экономическая оценка производственных процессов

На долю очистных работ приходится 20-40% затрат труда.

По уровню механизации и автоматизации в добыче руд очистная выемка занимает как бы промежуточное положение: - ниже транспорта, подъема и других стационарных процессов – но выше вспомогательных работ (ремонт, монтаж, демонтаж).

Показатели извлечения руды зависят в основном или почти полностью от очистной выемки.

Очистная выемка состоит их 3-х основных процессов: отбойки, доставки, управления горным давлением.

Затраты на выполнение основных производственных процессов достигают 75-80% от общей стоимости очистной выемки. Доля выполнения этих работ в % по различным системам разработки приведены в нижеследующей таблице.

Удельный вес расходов на выполнения основных производственных процессов по системам разработки.

 

Система разработки	Относительная стоимость добычи руд	% от общей суммы расходов
Отбойка	доставка	управление г/давлением
1. Система подэтажных штреков		90-95	2-5	1-3
2. Система с магазинированием	0,8-1,2	85-90	2-3	3-8
3. Слоевое обрушение	1,4-1,8	30-80	15-24	25-45
4. Система с закладкой	1,5-2	40-70	12-22	16-35
5. Система с креплением и закладкой	2-3	20-40	12-20	30-70

 

Данные таблиц показывают, что наименьшими расходами по добыче руды характеризуются системы подэтажных штреков и системы с магазинированием руды.

Это объясняется применением этих систем при устойчивых и относительно крепких вмещающих породах и рудах, когда расходы на бурение бывают большие, а расходы по подержанию отсутствуют или бывают не высокими, и доставкой руды с использованием собственной силы тяжести.

Т.е. эти расходы наименее трудоемки.

Из таблицы также следует, что при отдельных системах разработки по мере повышения относительной стоимости добычи снижается удельный вес расходов по отбойке. Одновременно возрастают расходы по доставке и особенно по управлению горным давлением с помощью закладки и тем более крепью и закладкой.

Технические средства и способы выполнения процессов выбирают применительно к горнотехническим условиям месторождения и особенности каждой из систем разработки.

 

Обеспечение охраны труда, охраны природы

 

Охрана труда регламентируется ЕПБ и ПТЭ МПИ.

Охрана окружающей среды: С этой точки зрения к разработке МПИ предъявляются следующие требования:

1.Охрана атмосферного воздуха, земель, лесов, воды и других объектов природной среды, зданий и сооружений от вредного влияния работ.

1. Исключение вредного влияния отходов производства на окружающую среду: Для обеспечения этого хвосты ОФ используют в качестве закладки. Вредные отходы производства д.б. захоронены. Сбрасываемые воды должны пройти очистку. Отработанный воздух должен выдаваться из шахты в таких местах, откуда он не может попасть в жилую зону.

1. Сохранность заповедников, памятников природы и культуры.

2. Приведение нарушенных земельных участков в безопасное состояние, а также в состояние, пригодное для народного хозяйства (рекультивация).