Расширение и реконструкция действующих и освоение строящихся горно-обогатительных комбинатов
Масштабы развития горнодобывающей промышленности в большинстве стран мира значительно увеличиваются. По данным Горного бюро США, мировая добыча минерального сырья к 2000 г. должна достигнуть 100 млрд. т в год, что потребует вложения в горнодобывающую промышленность 0,8-1,0 трлн. долл. Наиболее высокими темпами развивается горнорудная промышленность, при этом подавляющая часть руд в мире добывается открытым способом. По данным 3975 г. около 76 % произведенных в мире металлов было получено из руд, добытых в карьерах. Производительность труда на карьерах в настоящее время в 2,5 раза выше, чем на шахтах, а себестоимость добычи почти в 2,3 раза ниже. Достигнутый удельный вое открытого способа разработки (82—83 %) сохранится и па ближайший период времени.
В бывш. СССР два горнодобывающих комбината имели производительность свыше 50 млн. т руды в год (Северный и Лебединский ГОКи) и 14 комбинатов — производительность 20—50 млн т. Около 40 % всех карьеров будут иметь глубину более 200 м, а шесть карьеров — более 350 м. Доля скальной горной массы возрастет с 61 до 80 %.
Большие объемы добычи железных руд в глубоких карьерах будут обеспечиваться проведением единой технической политики, направленной на дальнейшее увеличение производительности труда и снижение себестоимости продукции горного производства, основой которой являются:
1) концентрация добычи и переработки руд на крупных горно-обогатительных комбинатах;
2) применение высокопроизводительных горных машин и механизмов, обеспечивающих добычу больших объемов руды при ограниченном фронте работ и площади карьера;
3) применение высокопроизводительных, а также поточных видов транспорта, требующих минимальной ширины транспортных берм, позволяющих применять более крутые уклоны при доставке горной массы на поверхность;
4) разработка новых способов заоткоски и укрепление уступов на предельном контуре, позволяющих погашать борта карьеров с максимально допустимыми углами наклона;
5) разработка способов и средств обеспечения нормальных санитарных и гигиенических условий, техники безопасности и охраны труда работающих в глубоких карьерах.
Концентрация производства обусловлена строительством крупных горно-обогатительных комбинатов и ликвидацией мелких нерентабельных предприятий, что позволяет широко внедрять па предприятиях новейшие достижения пауки и техники, создает условия для применения мощного, высокоэффективного оборудования и рациональных технологических схем производства.
Установлено, что увеличение годовой производительности железорудного комбината на 5 млн. т в год снижает себестоимость концентрата примерно на 0,25 руб. Себестоимость концентрата, полученного на предприятии мощностью 50 млн. т в год, по сравнению с себестоимостью концентрата, полученного комбинатом мощностью 20 млн. т в год, ниже на 1,5 руб., а производительность труда выше на 20—25 %. Увеличение средней мощности железорудных предприятий в бывш. СССР с 7 до 15 млн. т/год позволит получать ежегодно дополнительный эффект в сумме около 200 млн. руб. Исходя из этого, генеральным направлением развития черной металлургии бывш. СССР на ближайшее будущее является опережающий рост открытых разработок крупного масштаба, сконцентрированных в важнейших горнорудных районах, страны, имеющих хорошо развитую транспортную связь, минимальное расстояние транспортирования сырья и низкие затраты на производство, В предстоящие 10—15 лет наряду с развивающимися действующими предприятиями будет эксплуатироваться некоторое число новых предприятий, как правило, большой производственной мощностью и высокой концентрацией производства. Однако в общем объеме горного производства прирост продукции новых предприятий будет незначительным. Основной рост добычи руд в ближайшие годы будет происходить не столько за счет строительства новых предприятий, сколько за счет реконструкции и расширения существующих рудников, так как реконструкция может быть осуществлена в более короткие сроки и затраты на ее проведение значительно ниже, чем на новое строительство.
Реконструкция горнодобывающих предприятий обычно вызывается экономической целесообразностью расширения предприятия, увеличения его мощности, повышения эффективности производства. Реконструкция может быть одновременной и последовательной. Одновременная реконструкция, связанная с остановкой работы предприятия на некоторый период времени, в отечественной практике не встречается. За рубежом известны случаи полной остановки предприятий на коренную перестройку производства, когда это вызывалось конъюнктурой рынка и цен на сырье, передачей предприятий в ведение другой фирмы и прочими коммерческими интересами.
Последовательная реконструкция — это либо перестройка по этапам всех переделов горного производства с увеличением мощности и производительности, либо последовательное наращивание производства за счет полного использования имеющихся резервов в отдельных переделах производства и поднятия их производительности до уровня наиболее производительных переделов. В том и другом случае на действующем предприятии происходят постепенная перестройка, увеличение производственных мощностей, постройка дополнительных сооружений, коммуникации, внедрение нового более эффективного оборудования,
Полная реконструкция предприятия характеризуется вводом новой технологии, новым техническим оснащением и полной заменой методов и средств производства за определенный промежуток времени.
При реконструкции предприятий чаще вносятся отдельные усовершенствования в технологию производства и производится частичная замена применяющегося оборудования; причем иногда на длительный период времени, а иногда на весь последующий срок существования предприятия наряду с новой сохраняются ранее применявшиеся технология и оборудование.
В реконструкции горнодобывающих предприятий определяющее значение имеет оборудование. Различают новое оборудование с улучшенными параметрами (мощностью, геометрическими размерами и т. д.) и оборудование, качественно отличающееся от применяющегося.
Реконструкция карьеров позволяет решить ряд задач, основной из которых является увеличение объемов добычи полезного ископаемого за счет интенсификации производственных процессов, повышения использования существующего или применения нового оборудования. Нередко возникают частные задачи, например, устранение отставания вскрышных работ, препятствующего дальнейшему развитию карьера, стабилизация техникоэкономических показателей, ухудшающихся с увеличением глубины разработки и др.
Реконструкцией горнодобывающих предприятий с открытым способом разработки в ближайшие годы предусматривается дальнейшее развитие действующих комбинатов за счет капитального строительства и ввода новых мощностей. Ввод новых мощностей по добыче будет происходить на Лебединском, Центральном и Северном Криворожских, Днепровском, Ингулецком, Ново-Криворожском, Лисаковском, Оленегорском и других ГОКах.
Значительно развиваются горно-капитальные и горноподготовительные работы на строящихся Качарском и Костомукшском комбинатах. Костомукшское месторождение железистых кварцитов расположено в Калевальском районе Карелии. Основная рудная залежь представлена одним рудным телом и имеет длину по простиранию 12,5 км. Мощность залежи изменяется от 13 до 70—100 м на Северном и на Южном участках. В центральной части месторождения мощность залежи достигает 220—270 м.
Запасы железных руд месторождения категории А+В+C1 составляют 926,5 млн- т, категории С2 — 284 млн т. Среднее содержание железа в руде составляет 30,3 %.
Центральная часть месторождения вскрывается двумя независимыми группами тупиковых автомобильных съездов на восточном и западном бортах карьера. Восточные съезды служат для связи карьера с отвалами, а западные — с рудным складом. Глубинная часть месторождения вскрывается одним автомобильным съездом, пройденным по восточному борту.
Взрывные скважины предполагается бурить станками СБШ-250МН. На вспомогательных работах будут использоваться станки 1 СБУ-125. Для экскавации горной массы по проекту предусмотрены экскаваторы ЭКГ-8И. Руда из забоев будет доставляться автотранспортом до перегрузочного склада, расположенного па поверхности карьера. Co склада руда колесными фронтальными погрузчиками перегружается в железнодорожный транспорт и доставляется на фабрику. Пустая порода в отвал транспортируется большегрузными автосамосвалами.
По истечении 12—15 лет при увеличении глубины и расстояния транспортирования горной массы предусматривается переход при разработке скальных пород и руды на циклично-поточную технологию. Автомобильноконвейерный транспорт сохранится до конца отработки месторождения. Перегрузочные грохотильно-дробильные пункты должны переноситься через 60—80 м по мере углубления горных работ.
Качарское месторождение магнетитовых руд, освоение которого будет продолжаться, расположено в Кустанайской области Казахстана и состоит из трех обособленных участков — Северного, Южного и Северо-Восточного. Северная залежь содержит основные запасы руды (90 % A+B+C1). Размеры по простиранию 2200 м, вкрест простирания — 650—1200 м. Средняя мощность залежи 300 м, угол ее падения изменяется от 15—20 до 40—45°.
Южная залежь имеет пластообразную форму и угол падения около 60°. Минимальная мощность рудного тела 140—160 м, максимальная — 250 м. Протяженность по простиранию 650 м, по падению — 400 м.
Общие запасы руды категорий A+B+C1 составляют 1220 млн. т, в том числе балансовые — 880 млн т. Среднее содержание железа 39 %.
Рудные пласты залегают в скальных вмещающих породах и перекрыты толщей рыхлых и полускалышх пород средней мощностью 160 м.
Месторождение характеризуется сложными гидрогеологическими условиями (приток воды в карьер составляет 3000 м3/ч). Производственная мощность карьера по сырой руде 21 млн. т в год, по горной массе — 105 млн т.
Проектом предусмотрена сдача карьера в эксплуатацию производственной мощностью 5 млн. т руды в год за счет вскрытия Северной залежи на пятый год строительства (проектная производственная мощность достигается на 11-й год). Для этого необходимо выполнить объем горно-капитальных работ, достигающий 130 млн. м3. Северную залежь намечено вскрыть с поверхности до кровли скальных коренных пород двумя въездными траншеями: западной — частично внешнего заложения и временной восточной, пройденной в проектных контурах карьера. Провозная способность западной траншеи 40 млн. т, восточной — 60 млн т. Глубина внешнего заложения западной траншеи составляет 65 м. Траншея переходит во внутренний автомобильно-железнодорожный съезд проложенный в нерабочем борту.
Вскрытие горизонтов с глубины 80—100 м должно осуществляться с применением автомобильно-конвейерного транспорта. Конвейерные подъемники должны располагаться па западном и южном нерабочих бортах. В расчетный период в карьере должно функционировать три конвейерных подъемника.
Рудный конвейерный подъемник будет размещен в юго-западном и юго-восточном торцах. Производительность каждого из подъемников 25 млн т. При достижении карьером объема разработки по скальным пустым породам 50 млн. т (15—18-й год эксплуатации) вводится в эксплуатацию четвертый подъемник. Расстояние по вертикали между перегрузочными грохотильно-дробильными пунктами подъемника (шаг переноса) определено из условия минимальных затрат па транспортирование горной массы автотранспортом и составляет 80—90 м.
Костомукшский и Качарский комбинаты должны быть введены в эксплуатацию в предстоящие 5—7 лет. Они станут наиболее современными горнодобывающими предприятиями с высокой концентрацией производства, новой технологией и техникой.