CC BY
47
А__________
-------------------------------- © А.Л. Фирсов, Д.А. Бобровский,
А.А. Синяков, 2007
УДК 504.064.47
А.Л. Фирсов, Д.А. Бобровский, А.А. Синяков
ТЕХНИЧЕСКОЕ ПЕРЕВООРУЖЕНИЕ ФИЛИАЛА ОАО ХК «ЯКУТУГОЛЬ» РАЗРЕЗ «НЕРЮНГРИНСКИЙ»
Филиал ОАО ХК «Якутуголь» Разрез «Нерюнгринский» является крупнейшим угледобывающим предприятием на Дальнем Востоке и отрабатывает запасы пласта «Мощный» Не-рюнгринского 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 км 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-автомобильным комплексом. Подготовка вскрышных пород к выемке осуществляется буровзрывным способом. Строительство разреза «Нерюнгринский» осуществлялось, в первую очередь, для удовлетворения потребностей ряда сталелитейных компаний Японии в высококачественных коксующихся углях.
Вследствие этого, в связи с необходимостью скорейшей подготовки фронта 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.
320
Динамика изменения объема вскрышных работ по разрезу "Нерюнгринский", млн. м
Рис. 1. Динамика изменения объема вскрышных работ
□ 67,5
Объем добычи, тыс.
Динамика изменения годовых объемов добычи
Годы эксплуатации
Рис. 2. Динамика изменения годовых объемов добычи
Столь резкий прирост объема горных работ стал возможен за счет значительного увеличения парка горно-транспортной техники. Так за 4 года (с 1981 по 1984 гг.) в эксплуатацию было введено 25 вскрышных экскаваторов, т.е. 6 ед. ежегодно (рис. 3).
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.
Работа разреза с меньшим коэффициентом вскрыши в течение 7-8 лет имела негативные последствия для предприятия:
- снизились объемы вскрышных работ на Восточном участке, в связи с чем была нарушена планомерная подготовка коксующихся углей на перспективу;
- 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 «Нерюнгринский».
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 дальнейшая 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. Немало-
323
15
10
35
34 ----------- 34
35
30
22
о
5 н 3
2 Г Г*1 4 5 5
10
10
10
10
10
15
10
15
15
15
14
13
13
□ 204-М □ ЭКГ-12.5
□ ЭКГ-20 □ 201-М
□ ЭКГ-15 □ 301-М
□ РС-5500 □ РС-8000
12
20
2
3
18
2
3
17 17 17 17
18 18 15 17 17
1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996
2000 2002 2004 2006
Рис. 3. Списочное количество вскрышных экскаваторов разреза «Нерюнгринский»
важен 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 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 13П (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 Юго-Восточным 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 использова-
нием экскаваторов большой единичной мощности, также позволяет:
326
Вид \ Масштаб 1:2000
Конструкция борга участка “Западный” с элементами системы разработки
Рис. 4. Конструкция борта участка «Западный»
- уменьшить ширину площадки между группами от 92 м до 6070 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 обору-дования 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 1997-2002 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 Наи1рак 830Е грузоподъемностью 218 т.
Дальнейший этап технического перевооружения разреза связан с реализацией бизнес-плана по увеличению добычи коксующихся углей на разрезе на 1400 тыс. т. Необходимость в увеличении добычи была продиктована возросшим спросом на нерюнгрин-ский 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-гидрав-лических
экскаватора РС-8000 производства «КМО» (Германия) емкостью ковша 36 м3.
В 2007 году планируется ввести третий экскаватор РС-8000 и при этом списать 3 экс-каватора, 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 01.01.07 г. 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 транс-портирования угля используются автосамосвалы БелАЗ-7515, БелАЗ-75129, БелАЗ-75138 грузоподъемностью 110-130 т.
Таблица 2
Вскрышной экскаваторный парк по состоянию на 01.01.2007г.
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
Экскаваторы ЭКГ-8И (ЭКГ-10) отличаются высокой эксплуатационной надежностью и коренных изменений 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-гидравлический 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.
Таблица 4
Списочный парк добычных экскаваторов
Наименование Количество, ед. Емкость ковша, м3
ЭКГ-8И АО «Ижорские заводы» 6 8
(Россия)
ЭКГ-10И АО «Ижорские заводы» 1 10
(Россия)
ЭШ-13/50 НКМЗ (Украина) 2 13
РС-3000 1 8,5
Всего: 9
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 «Нерюн-гринский» 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 электрогид-равлических буровых установок DM-H, у которых сдерживающим фактором производительности, являются длительные технологические простои, связанные с перегонами буровых установок.
Качественное состояние парка буровых установок на 01.10.07 г. 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.
Качественное состояние бульдозерного парка на 01.01.07 г. отражено в табл. 7.
332
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 конкурентоспособности 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 частности, 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 конкурентоспособности 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». При этом существенной проблемой являются как низкая надежность гидрооборудования в суровых климатических условиях, так и острый дефицит высококвалифицированных кадров.
— Коротко об авторах -------------------------------------------
Фирсов А.Л. - директор,
Бобровский Д.А. - ведущий инженер,
Синяков А.А. - кандидат технических наук, ведущий инженер,
филиал ОАО ХК «Якутуголь», разрез «Нерюнгринский».
Динамика изменения объема вскрышных работ по разрезу "Нерюнгринский", млн. м3
Рис. 1. Динамика изменения объема вскрышных работ
Темпы роста объема вскрышных работ в эти годы составляли от 116% до 180%, добычных работ - от 120 до 165%.
Динамика изменения годовых объемов добычи
Годы эксплуатации
Рис. 2. Динамика изменения годовых объемов добычи
Максимальные объемы были достигнуты в 1989 году:
- добыча - 14 881 тыс.т.;
- вскрыша - 98 329 тыс.м3.
