Организация управления качеством продукции карьеров

Управление качеством продукции на карьерах основывается на планировании ведения горных работ.

При текущем, годовом, квартальном и месячном планировании объемы добычи полезного ископаемого из отдельных участков и блоков рассчитываются таким образом, чтобы среднее качество полезного ископаемого на планируемый период соответствовало плановому. Цель текущего планирования состоит в том, чтобы обеспечить возможность добычи полезного ископаемого заданного качества в пределах месяца. На этом этапе планирования определяется последовательность отработки рудных блоков, расстановка экскаваторов и их резервирование.

Оперативное планирование на уровне декады (недели), суток, смены основывается на данных месячного планирования. Главная цель оперативного планирования состоит в том, чтобы показатели качества каждый период планирования равнялись плановым. На этом уровне планирования производится регулирование нагрузок на добычные забои, определяются объемы полезного ископаемого, направляемые из забоев на карьерные усреднительные склады и отгружаемые из них потребителю. Основой оперативного планирования являются недельные (декадные) планы-графики, в которых закладывают все основные количественные и качественные показатели работы по каждому добычному экскаватору и карьеру в целом. В плане-графике предусматривается выполнение и других работ, таких как проведение массовых взрывов, ремонт оборудования, пере-укладка путей и др.

Сменные задания основываются на суточных показателях, предусмотренных в плане-графике с учетом конкретной горно-технической обстановки в карьере. Возможность регулировать сменные задания в соответствии с конкретной горно-технической обстановкой в карьере должна обеспечиваться наличием резервных забоев и готовых к отгрузке запасов полезного ископаемого.

При оперативном планировании в качестве исходных используют данные эксплуатационной разведки и опробования буровзрывных скважин. Точность и достоверность этих данных бывает недостаточна для получения надежных результатов планирования. Так, по исследованиям ошибка оценки среднего содержания в сменных партиях руды при достоверности 95 % составляет при годовой производительности 2; 5; 10 млн т в год для железорудных карьеров 6-12; 3,4*8,1 и 2,1-5,0% от среднего значения, а для меднорудных карьеров соответственно 1,2-3,0; 0,7-2,0 и 0,4-1,3%. Таким образом, ошибка определения среднего содержания металла в руде может оказаться выше, чем допустимые колебания качества руды при ее отгрузке потребителю. Поэтому одним из путей повышения качества продукции карьеров является повышение точности и достоверности исходной информации.

Расчетные плановые показатели качества полезного ископаемого могут быть достигнуты только при выполнении плановых объемов добычи во всех забоях. Отклонение от запланированных объемов в ту или другую сторону, как правило, приводит к срыву плана по качеству. Практика работы рудных карьеров показала, что запланированные объемы добычи руды по забоям выдерживаются только в 35-45% случаев. По этой причине в большей части смен плановый показатель качества руды не выполняется. Повышение технологической и исполнительской дисциплины является важным резервом повышения качества продукции карьеров.

В течение смены необходимо производить оперативное регулирование технологического процесса для поддержания требуемого уровня качественных показателей. Нарушения технологического процесса могут быть связаны с выходом из строя добычных экскаваторов, отключением электроэнергии, авариями на транспортных коммуникациях, изменением качества полезного ископаемого в забоях и с другими причинами. Для ликвидации последствий нарушений требуется вносить коррективы в ход технологического процесса, например, вводить в работу резервные забои, перераспределять нагрузки на забои и др. Оперативное регулирование технологического процесса в течение смены осуществляется диспетчерской службой и горным надзором карьера.

Совершенствование управления качеством продукции карьеров связано с улучшением планирования добычных работ. Задачи текущего и оперативного планирования добычных работ с учетом обеспечения качества полезного ископаемого достаточно сложны и трудоемки, требуют рассмотрения и оценки большого числа вариантов при оптимизации планов. При традиционных методах решения наиболее рациональные варианты планов могут остаться за пределами рассмотрения. Наиболее качественное решение комплекса задач планирования возможно с использованием ЭВМ по специально разработанным программам. На ряде карьеров модели текущего и оперативного планирования добычных работ разработаны и реализованы в подсистеме планирования автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) карьера.

Для оперативного управления и контроля за работой добычного и транспортного оборудования на некоторых карьерах используют автоматизированные системы. Такие системы выполняют следующие функции:

• оперативный контроль (получение и обработка информации) за работой объектов управления (экскаваторов, локомотивосоставов, автосамосвалов) и состоянием контролируемых параметров (текущее качество и объемы полезного ископаемого, отгружаемого потребителю и на склад);

• управление качеством полезного ископаемого и оперативное регулирование (выработка решений и управляющих команд, передача последних на объекты управления);

• учет работы оборудования (экскаваторов, локомотивосоставов и автосамосвалов) и расчет показателей их работы, количество и качество отгружаемого полезного ископаемого, получение других отчетных показателей.

Принципы работы системы заключаются в следующем. Управление процессом осуществляется на основе плана, хранящегося в памяти ЭВМ. При изменении условий (выхода из строя экскаваторов, изменения содержания полезных компонентов в забое и др.) по заложенным в память ЭВМ моделям рассчитывается новый вариант плана, который кладется в основу управления. Управление осуществляется путем передачи автосамосвалам, локомотивосоставам маршрутов движения: порожним — адрес экскаватора, груженым — место разгрузки (обогатительный фабрика, склад). Критерием выработки решения является максимальное приближение текущего качества полезного ископаемого к плановому значению.

Такие системы используются на Ждановском карьере (система «Руда»), на карьере «Медвежий ручей» (система «Искра») и др.

На Лебединском железорудном карьере при составлении годового плана определяются контуры отработки полезных ископаемых с выделением участков минералогических разновидностей руд. В пределах участков по геологоразведочным данным рассчитывается содержание основных компонентов в каждом типе руд и определяется содержание полезных компонентов в рудном массиве. В пределах годовых контуров отстраивают квартальный план. При составлении месячного плана намечают блоки для добычных работ, определяют качественные характеристики руды в каждом блоке, указываются номера экскаваторов, работающих в каждом блоке.

При составлении недельно-суточных графиков рассчитывают суточные объемы добычи руды по каждому экскаватору, а также все технологические перерывы в работе экскаваторов. На этом этапе устанавливают ограничения по содержанию контролируемых параметров (железа, кремнезема, глинозема, влаги), объему добычи руды по каждому участку, объему переработки каждого сорта руды. На каждый блок, намеченный к отработке по графику, составляется план-картограмма с указанием качества руды. При наличии в блоке участков руды с различным минералогическим составом, они выделяются в самостоятельные блоки.

Для осуществления усреднения руды на Лебединском карьере необходима одновременная добыча в 4-6 забоях с различным содержанием железа, кремнезема и влаги. Оперативное управление процессом усреднения на карьере осуществляет оператор, ведущий учет, контроль и распределение автосамосвалов между экскаваторами в соответствии с намеченным планом. Текущий контроль качества руды, поступающей на обогатительную фабрику, осуществляют геологическая служба и отдел технического контроля карьера. Опробование руды производится после ее дробления и сортировки на фабрике с помощью автоматических пробоотборников через 15 минут. Каждые четыре пробы объединяют и передают на анализ. Содержание железа в часовых пробах определяют прибором РСР-3. В необходимых случаях проводят экспресс-анализы содержания железа в экскаваторных забоях.

Для разрезов Экибастузского бассейна разработан комплекс задач по планированию добычных работ в режиме усреднения качества угля, который включает годовое, квартальное, месячное и суточное планирование и реализуется на ЭВМ. При текущем планировании исходной информацией служит геологическая база данных, записанная на внешних носителях ЭВМ. Решение задач текущего планирования с использованием ЭВМ позволило значительно увеличить количество рассматриваемых вариантов, сократить время составления планов и в результате повысить качество планирования.

Управление добычными работами в течение суток осуществляется на основе геолого-технологических карт. Составление технологических карт осуществляется при их расчете на ЭВМ с использованием графопостроителя. В качестве исходной информации используются геологическая база данных и дополнительная информация, полученная при контрольном опробовании и осмотре забоя геологом. Эта информация вводится в ЭВМ с экрана дисплея. ЭВМ оценивает геологическое строение забоя и выбирает соответствующую технологию разработки. Составленные с использованием графопостроителя геолого-технологические карты забоя размножают и выдают начальнику смены разреза и машинисту каждого экскаватора.

Геолого-технологическая карта является основным документом для машиниста экскаватора при разработке забоя и горного надзора при выдаче наряда на смену. Ответственность за добычу угля в соответствии с геолого-технологической картой несет машинист экскаватора (на роторном экскаваторе — машинист роторного колеса). Контроль за отработкой забоев в течение смены согласно картам осуществляется горным мастером и мастерами-контролерами ОТК.

Определение качества угля в подачах производится согласно геолого-технологических карт. Качество угля в маршруте рассчитывается как средневзвешенное по долевому участию подач в маршруте и качеству угля в подачах. Все показатели качества угля в каждой отправляемой партии (маршруте) должны соответствовать техническим условиям, хотя в отдельных вагонах допускаются регламентированные отклонения от норм. Поэтому для обеспечения надлежащего качества отправляемого угля большое значение имеет правильное формирование маршрутов. Поэтому подачи, включенные в один маршрут, подбирают методом вариантов по разработанной методике. На каждую единовременно отгружаемую партию (маршрут) оформляется удостоверение о качестве топлива.

Мастер OTK проводит выборочный визуальный контроль качества угля в составах, прибывающих на углесборочную станцию. В случае сомнения в качестве отгружаемого угля производится отбор проб. В общем случае производится контрольное опробование качества угля, которому подвергается не менее 5 % всего отгружаемого объема.

Определение качества угля в соответствии с геолого-технологическими картами позволяет значительно сократить время на формирование маршрутов. Процесс отбора и разделка пробы занимает более 2-2,5 часа. Все это время состав простаивает в ожидании результатов анализа. Проведенные исследования показали, что погрешность расчетов зольности по геолого-технологическим картам находится в пределах 1,25-1,8%, что не превышает допустимых 2%. Внедрение такой системы контроля качества угля позволило сократить простои вагонов в среднем на 1,1 часа.

Формирование качества угля является многостадийным процессом, включающим в себя работы по сбору исходной информации и подготовке достоверной документации по управлению качеством угля; проведению подготовительных и добычных работ; складированию и усреднению угля, то есть весь комплекс работ до отправки угля потребителю. Большое значение при этом имеет уровень технологической дисциплины на предприятии, система контроля качества выполнения работ на всех стадиях. Поэтому на предприятии должна функционировать система мер, направленная на обеспечение качества отгружаемого угля, охватывающая все стадии его формирования.

Такая комплексная система управления качеством угольной продукции создана в ПО «Экибастузуголь» в виде стандартов предприятия. Комплект стандартов предприятия основывается на нормативных документах и включает в себя 16 стандартов, регламентирующих общую организацию работ по обеспечению качества угля, отбор пластовых проб, подготовку экскаваторного блока к зачистке и его зачистку, бурение скважин и производство взрывных работ, организацию, схемы и способы выемки угля различными типами экскаваторов, планирование, учет и контроль показателей качества, порядок формирования угольных маршрутов и стимулирование выполнения стандартов. Возглавляет работу постоянно действующая комиссия по качеству, которая организует и контролирует работу в соответствии со стандартами предприятия, обеспечивает учебу специалистов. Выполнение стандартов и обеспечение высокого качества угля стимулируется специальными премиями.