Министерство общего и профессионального образования РФ Тульский государственный университет

Министерство общего и профессионального образования РФ Тульский государственный университет

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ И КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ГОРНЫХ РАБОТ

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

________________Л. Чуканов

«___» 1999 г.

ОТЧЕТ

По научно-исследовательской теме № 8БМ-98 (госбюджет)

ВЛИЯНИЕ РАЗВИТИЯ НАУКИ, ТЕХНИКИ, ЭКОНОМИКИ, КУЛЬТУРЫ НА СОДЕРЖАНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Зав. кафедрой ТКМГР

докт. техн. наук, проф. В.Н. Каретников

Научный руководитель

проф., к.т.н. Л.Н. Завьялов

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в высшей шкоде происходят существенные из­менения: вводится двух- и трехступенчатая подготовка специалистов, формируются ноше специальности, объединяются факультет к кафедры. При всем этом, возникает вопрос о сохранении высшего образования - есть опасения, что объединение всех студентов (всех специальностей) горного направления в одну группу и, как следствие, о резням сокращением учебных часов по каждой специальности в бакалавриате повлечет утери достигнутого передового уровня подготовки специалистов, не восполнимое дополнительным полуторагодовым инженерным обуче­нием. Об этом же свидетельствуют возникшие сложности с проведением с проведением на рабочих местах технологических практик, а чаще всего вообще их ликвидацию.

Противостоянием указанным тенденциям является совершенствование учебного процесса, внедрение в него всех новейших достижений в областях науки, техники, экономики и культуры.

При этом надо иметь в виду что выпускники будут работать в XXI веке, а учить их на тот технический уровень надо сейчас. Поэто­му современное высшее образование надо строить на системных принци­пах, выделив в начале формирующееся ядро новых знаний, без владения которыми немыслима продуктивная деятельность специалиста. Поэтому на данном этапе основные задачи, решаемые специалистами перемеща­ются в сферу анализа и предсказания наиболее вероятных изменений в обществе и в производстве, конкурентноспособности выпускаемой продукции в стране и за рубежом, взаимодействия с другими объектами системами.

Нестоящая научно-методическая работа преследует цели совершен­ствования высшего образования во горном? направлению на анализе современного развития науки, техники, экономики в культуры.

За исходный рубеж в данной научно-методической работе приняты достижения в указанных отраслях на 1998 год включительно. Следующие этапы научно-методической работы, очевидно, следует наметить на 2001, 2003,...годы.

Продолжительность каждого этапа в два (три) года обеспечит более полный и тщательный анализ развития науки, техники, экономики в культуры, за прошедший период, возможность их осмысления и разработки мероприятий по внедрению в учебный процесс.

I. ВЛИЯНИЕ РАЗВИТИЯ НАУКИ, ТЕШКИ, ЭКОНОМИКИ,

КУЛЬТУРЫ НА СОДЕРЖАНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Взаимосвязь наука, техники, экономики в культуры с содержанием высшего образования определяется двумя факторами, С одной стороны содержание высшего образования должно соответствовать уровню раз­вития науки, техники, экономики в культуры на каждом этапе истории человеческого общества в целом и его составных частей. С другой стороны высшее образование подготавливает условия и в первую очередь кадры для решения новых задач на каждом очередном этапе развития. Можно оказать, что высшее образование в историческом развитии дви­жется с одинаковой скоростью с наукой, техникой, экономикой и куль­турой, в то же время опережая их.

Высшее горное образование представляет процесс и результат усвоения систематизированных знаний, умений, навыков в области горного дела. Содержание высшего горного образования и его уровень определяются требованиями горного производства, обусловливаются общественными экономическими отнесениями, состоянием науки, техни­ки в культуре.

Главным содержанием горной науки является совокупность знаний об освоении недр и первичной переработки добытых полезных ископаемых. Цель горной науки - раскрытие закономерностей в причинно-следственных связей технологии в окружающей среде, а также разработка основных положений для дальнейшего развития техники, технологии, организации и экономики горного производства на базе фундаменталь­ных наук.

Объектами изучения горной науки являются: месторождения твер­дых, жидких в газообразных полезных ископаемых в горные породы, вмещающие месторождения; методы в техника их разведки; технология и технические средства добычи и переработки полезных ископаемых; строительство специальных подземных и надземных сооружений. Горная наука разрабатывает рациональные способы ведения горних работ во времени и пространстве с учетом конкретной горно-геологической об­становки, дает теоретическое обоснование технологиям освоения недр подземным в открытым способами, процессам горного производства в перечной переработки минерального сырья. Решение задач горной на­уки базируется на законах фундаментальных наук: физики, химии, математики, биологии и других.

На современном этапе в содержанке высшего горного образования вошли новые направления - программирование в использование ЭBM, физика горных пород, физика взрыва, подземная урбанистика, техно­логия разработки техногенных месторождений, физико-биохимическая горная технология, подземная гидрогазодинамика, мониторинг. На определенных этапах развития нашего государства горние наука и производство обслуживали военно-промышленный комплекс страны.

Переход народного хозяйства страны на рыночную экономику потребовал усиление горного и экономического мониторинга.

Мониторинг представляет комплексную систему регламентированных периодических наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния природной среда с целью выявления негативных изменений и выработки рекомендаций по их устранению или ослаблению.

Мониторинг как многоцелевая информационная системе включает:

- биоэкологический мониторинг, изучающий природную среду о точки зрения ее влияния на состояние здоровья ладей;

- геосистемный мониторинг, изучающий изменения геосистем;

- биосферный мониторинг, обеспечивающий наблюдение, контроль и прогноз возможных изменений природной среды в глобальном масш­табе;

- литомониторинг геологической среды;

- экономический мониторинг, изучающий состояние, объемы произ­водства, потребление, ценообразование, платежеспособность потреби­телей по отдельным видам полезных ископаемых.

В новых экономических условиях более жизнеспособными оказа­лись предприятия, включившие мониторинг в сферу своей деятельнос­ти, что позволило им сохранить объемы производства.

Естественно, что высшее горное образование прореагировало на это требование жизни усилением экономической подготовки и вклю­чением в учебные планы соответствующих дисциплин.

Содержание и организация высшего горного образования РФ пре­дусматривает многоуровневую подготовку специалистов. Бакалавриат обеспечивает подготовку специалистов по физико-математическим, гу­манитарным, общетехническим и специальная дисциплинам. Инженерная подготовка обеспечивает более углубленное изучение специальных дис­циплин о более широким теоретическим обоснованием технологий в про­цессов управления. Магистратура готовит специалистов-исследователей, владеющих современными методами исследований сложных процессов гор­ного производства.

Решение задач по подготовке современных кадров, которые дол­жны обеспечить прогрессивное развитие техники, экономики, культуре и науки в значительной степени определяется своевременным совершенствованием содержания высшего образования. При этом важным фактором подготовки специалистов, способных решать квалифицированно сложные задачи горного производства, является состояние экономики, гаранти­рующей достойную оплату тех, кто создает промышленный базис страны.

2. СОСТОЯНИЕ НАУКИ, ТЕХНИКИ И ЭКОНОМИКИ В УГОЛЬНОЙ ПРОШШЛЕННОСТИ РОССИИ. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Анализ современного состояния угольной отрасли России, которое можно охарактеризовать как кризисное, дает основания среди многих, достаточно известных причин, сформировавшихся а оказавших негатив­ное воздействие на развитие угольной промышленности страны в послед­ние года, выделить наличие в действующей Энергетической стратегии России необоснованно заниженной роли угля в экономике страны - как в настоящее время, так и на перспективу.

Результат проведенных Институтом угля и углехимии СО РАН аналитических исследований позволяют убедиться в том, что энерге­тическая - и вытекающая из нее угольная - политика России находит­ся в очевидном противоречии с энергетической политикой крупнейших промышленных стран мира.

Общемировая тенденция в добыче и потреблении угля имеет четко выраженный нарастающий характер. Рост общей добычи угли в мире про­гнозируется: с 3705 млн.т в 1996 г. до 4125 млн.т к 2000 г. и до 7700 млн.т к 2025 г. Сегодня 37 % мировой электроэнергии производит­ся за счет угля, в то время как гидроэнергетика дает 21 %, атомная энергетика - 17 %, газ - 16 %, нефть - 9 %. Предполагается, что доля угля в мировом производстве электроэнергии возрастет до 40 % к 2010 г. Геополитический интерес и развитие угольной промышленнос­ти обусловлен огромными разведанными мировыми запасами угля, которых хватит на ближайшие 250 лет, в то время как общие запасы газа будут исчерпаны примерно через 70 лет, нефти - через 40-50лет.

Отсюда следует, что любая страва, не использующая собственные запасы угля, увеличивает темы истощения общей энергетической базы

Наиболее ярко современные акценты в формировании угольной политика проявляются в Китае и США, где ежегодная добыча угля доведена до 1,2 млрд.т и порядка I млрд. т соответственно. Глав­нейшим индикатором энергетической безопасности государства (региона) является потребление угля на душу населения.

Для сравнения: в США с населением 280 млн. человек добегается 950 млн.т угля, т.е. приходится 3,3 т на одного жителя, в СССР на 300 млн. человек добивалось 750 млн. т угля -2,5 т. на человека, в современной России на 150 млн. жителей добывается 260 млн.т - 1,7 т на человека, в Германии же показатель душевого потребле­ния угля - 6,2 т, в Польше - 5,8, в Казахстане - 5 т на человека.

В Российской федерации, обладающей 30 % общемировых запасов угля -4,4 трл.т, имеет место тенденция, обратная общемировой, а именно сокращается добыча угля, запланировано фактическое ее замо­раживание на неоправданно низком уровне на долгосрочную перспекти­ву. Доля угля в производстве электроэнергии в России составляет 17 %, что сопоставимо о уровнем развивающихся стран, в то время как в Германии этот показатель составляет 59 %, в США - 53 %.

Неверно восприятие угля как источника энергии, угрожающего экологии. В настоящее время существуют технологии, позволяющие сжигать уголь без ущерба для окружающей среды.

Следует принимать во внимание и такой фактор, как степень устойчивости мирового рынка по отношению к основным энергоносите­лям. Из практики последних десятилетке установлено, что стабильность уровня цен на нефть и газ на мировом ринке значительно ниже, чем стабильность цен на уголь. (Последнее подтверждение тому - рез­кое падение цен на нефть в 1996 г., по сравнению с 1997 г., что поставило под угрозу выполнение доходной части бюджета страны 1998 г.). Это обстоятельство также указывает на то, что энергети­ка, выбирающая в качестве приоритета уголь, обладает большей степенью надежности, чем энергетика, ориентированная преимущественно на иные энергоносители.

Таким образом, можно констатировать наличие явного несоответствия между тенденциями в развитии мировой энергетики в целом и кон­цепциями угольной политики крупнейших промышленных стран, в част­ности, - о одной стороны, аналогичными аспектами отечественной стратега энергетической безопасности - с другой. В то время как в мире окончательно сформировалось осознание главенствующей роли угля в энергетике будущего, российская энергетическая стратегия игнорирует это обстоятельство, отводя углю как сегодня, так и на обозримую перспективу, неподобающую ему второстепенную роль.

Особенности сегодняшнего этапа существования мирового сообще­ства обязывают к тому, чтобы любые экономические или социально-эко­логические планы стратегического характера (к которым относится и энергетическая стратегия) каждого отдельного государства формировались с учетом требований обеспечения устойчивого развития этого государства, В этой связи следует отметить, что стратегия энерге­тической безопасности Россия такие игнорирует данное необходимое условие, фактически не затрагивая этот вопрос - т.е. обходит внима­нием возможность обеспечения своей связи с принципами устойчивого развития. Это приводит к выпадению названной стратегии из мирового процесса общественного развития.

Вышеизложенные факты позволяют сделать однозначный вывод о необходимости пересмотра существующей стратегии энергетической бе­зопасности России в сторону увеличения роли угля в экономике стра­ны.

Всего в России действовали 194 шахты с суммарной производствен­ной мощностью 144,3 млн.т в год. При этом шахтный фонд из-за отста­вания темпов реконструкции в значительной степени изношен: более половины шахт имеют срок службы свыше 40 дет и лишь 18 являются относительно новыми. Только на 15 % шахт технико-экономические по­казатели сопоставимы о передовыми зарубежными предприятиями. Ресур­сно-сырьевая база действующих угольных шахт России в целом не может считаться благополучной, так как около 57 % вовлеченных в отработ­ку запасов не соответствую мировой практике кондиций по качеству угля, мощности пластов, условиям залегания, газовыбросоопасности пластов,

В связи о реструктуризацией отрасли весь шахтный фонд распре­делен по группам приоритетности на перспективные, стабильно рабо­тающие и неперспективные и особоубыточные шахты (соответственно 37, 54 и 103 предприятия).

Перспективные шахте по сравнению с остальными шахтами отрасли имеют более благоприятные горно-геологические условия, в частности, мощности пластов, углов их залегания, нарушенности, газоносности и др. Так, в пологих и наклонных пластах этих шахт сосредоточено 96 % запасов. При этом около 40 % находится в пластах мощностью 1,2-2,2, а 30 % - на пластах мощностью 2,2-4,5 м, т.е. более 70 % запасов по основным горно-геологическим факторам идентичны запасам, разрабатываемым ведущими угледобывающими странами.

Одним из главных условий повышения эффективности действующих предприятий является исключение из разработка запасов, не пригодных для применения современных технологий с концентрацией горных работ на пологом падении в одном-двух (максимум трех) очистных забоях с нагрузкой I млн.т и более в год. На новых месторождениях с бла­гоприятными условиями одним из основных типов предприятий является комплексно-механизированная шахта с одним длинным (250-300 м) очист­ным забоем и нагрузкой 1,5-4,5 млн.т в год.

В этой связи особое значение приобретает заблаговременная ин­женерная подготовка горного массива (в том числе угольного пласта) к эффективной эксплуатации и выявление до начала горных работ ос­ложняющих факторов.

Говоря о рациональных технологиях для подземной добычи угля, нельзя не отметить тот факт, что, завершив практически комплексную механизацию очистных работ на пологом падении, мы не получили ожи­даемого экономического эффекта: производительность труда в КМЗ сос­тавляет, как и 15-20 лет назад, около 14 т на выход.

В то же время на шахтах США, Австралии, Англии одним из фак­торов высокопроизводительной работ является система ведения горных работ в длинных забоях (250-300 м) и столбах (2500-3000 м) для многоштрековой подготовке выемочных полей с погашением выработок, примыкающих к очистному забою, и повсеместным анкерным креплением пластовых выработок. Как показывает зарубежный опыт, при многоштрековом способе подготовки появляется возможность четкой организации всех работ в пределах выемочного участка. Для проведения опытно-экспериментальных работ с использованием данного способа принята шахта "Есаульская" АО "Кузнецкуголь”, разрабатывающая два взаимонеподрабатываемых и несамовозгораемых пласта.

В настоящее время наряду с названными выше направлениями НИОКР по совершенствованию подземного способов добычи сосредоточено на следующих приоритетных направлениях исследований:

I. Развитие и совершенствование геофизических и геомеханических методов изучения разрабатываемых горных массивов и анализ их напряженно-деформированного, газодинамического и гидродинамического состояния при высокой интенсивности горних работ. Необходимость решения этой проблемы диктуется тем, что использование современных методов, таких как геофизические (радиоволновая и сейсмическая томография), аэро-, фото - и космическая съемка и др., создали новое представление о углеродном массиве как структуре о достаточно высокой изменчивостью геологических, геофизических, газодинамичес­ких и гидродинамических характеристик. Исследования подтвердили, что существуют природные и техногенные локальные газовые коллекто­ры с аномально высокой газоносностью и зоны аномального напряженно-деформированного состояния, При последующей отработке каптаж метана должен производиться именно из этих зон.

При формирования методического обеспечения технической и программной структур системы мониторинга массива как подсистемы в общей системе управления горным производством был получен ряд важных результатов, из которых следует выделить методы дешифрования аэро-, фото- и космоснимков.

Применение элементного анализа при дешифрировании аэро-, фото- и космоснимков в сочетании с наблюдениями в горных выработках позволило методом постепенного приближения выделить дешифровочные признаки и отобрать технологию дешифрования, позволяющую выделить следы локальных геологических структур, характеризующих проявление горно-геологических осложнений в выработках и на земной поверхности, а также экологическую обстановку вследствие горных работ (выделение метана, изменение гидрогеологического режима). Разработанный метод позволяет прогнозировать наличие газовых и водных коллекторов в массиве. массиве.

2. Механическое разрушение горных пород и углей. Развитие механического способа разрушения осуществляется в следующих направле­ниях:

- были созданы новые поколения резцов и исполнительных органов для очистных комбайнов. Результаты испытаний показали, что они по всем основным показателям (надежность, удельные энергозатраты, сортность угля, пылевыделение и др.) превосходят прежние аналоги, в том числе и ведущих западных фирм;

- создание режущего инструмента и исполнительных органов для проходческих комбайнов ставит целью дальнейший росте: удельного веса комбайнового способа проведения горных выработок, повышения скоростей проходки до 250 м/мес., а также распространение комбайнов на более прочные породы (до 80-100 МПа) с абразивностью до 18 мг;

Разработан типоразмерный ряд на резцы, охватывающий все горно- —геологические условия. По своим эксплуатационным качествам эти резцы соответствуют лучшим образцам, выпускаемым ведущими зарубежными фирмами;

- создание комбинированных способов разрушения обусловлено ограниченностью области применения механических способов как по прочности, так и по абразивности: горных пород. Гидродинамический способ позволяет снизить в 1,5-2 реза усилие на исполнительном органе комбайна и увеличить его производительность, расширить об­ласть применения проходческих комбайнов на породы прочностью до 120-140 МПа и абразивностью до 40 мг. исключить фрикционные искре­ния и снизить запыленность атмосферы. Ведутся работы по доведению до серийного производства комбайнов со встроенными в исполнитель­ный орган насосами высокого давления до 250 МПа, активизируются разработки способов разрушения горных пород использованием энергии электромагнитного поля высококачественного и сверхвысококачественного диапазонов, что позволяет осуществлять эффективные и экологически чистые горные технологии. Высокочастотный контактный способ уже внедряется для безвзрывного дробления скальных отдельностей при ведении аварийных работ под водой.

В полигонных условиях реализовано комбинированное СВЧ-механическое оборудование бурения взрывных скважин. Способ позволяет в 3-5 раз снизить осевое усиление и в 2-3 раза повысить скорость бу­рения крепких пород.

3. Нетрадиционные способы управления свойствами пород, разу­прочнения горного массива, добычи в переработки угольного топлива. Наряду с известными механическими способами разрушения, ведутся исследования по изучению иных нетрадиционных методов, ставших целью снижение энергоемкости разрушения пород и улучшения экологи­ческой обстановки.

Разработан способ непрямого электромеханического окисления угля, который позволяет получить экологически чистый энергоноситель - водород - и редкие химические вещества.

4. Проведение горних выработок охватывает широкий спектр проблем, связанных с горно-геологическими условиями залегания угольно­го пласта, прочностными характеристиками углевмещающих пород кровли и почвы. Предложен нетрадиционный подход - изменение прочностных свойств пород за счет физико-химического воздействия поверхностно-активной среды на породы. Результаты показали возможность разру­шения песчаников прочностью 70-140 МПа со сниженными в 1,8-2,2 раза энергическими затратами.

5. Извлечение и использование метана при разработке угольных пластов. В шахтах Россия ежегодно выделяется в атмосферу 6,0-7,5 млрд.м3 метана, из которых 0,7-0,8 млрд.м3 извлекается дегазационными системами.

Работы института направлены на создание: "эффективных техно­логий дегазации разрушенного и нн разрушенного углеродного массива, включая средства бурения я интенсификации газоотдачи:

- оборудования я способов подготовки я обогащения метановоздушных смесей дегазационных и вентиляционных систем. Использование разработанных в ИГД им, А.А. Скочинского схем пластовой дегазации обеспечивает повышение эффективности в 1,3-2,2 раза;

- оборудования я технологий энергетического и химического ис- пользования метана. Ожидается получение следующих результатов: извлечение и использование метана не менее 40-50 % от его поступ­ления в горшке выработки, снижение газообильности подготовительных и очистных выработок за счет дегазации в 1,5-42 разя. Это обеспечит безопасность работ и создает условия для производительной работы очистных и подготовительных забоев и горной техники, прирост энер­говооруженности шахт за счет использования метана на 20-25%, сни­жение экологического ущерба при переходе на газообразное топливо, снижение выбросов метана в атмосферу на 35-40 % и приблизит угольные предприятия к рентабельности и повысит конкурентоспособность угля.

В настоящее время создаются технологии, средства очистки метановоздушных смесей к поэтому создан рад опытных образцов аппаратов, решающих проблемы повышения концентрации метана, погашения давления в транспортных сетях и использования подготовительных метановоздушных смесей в теплоэнергетических установках и химическом производстве. Наиболее рациональна в настоящее время представляется путь использования каптированного метана в качестве топлива для местных силовых установок (мелых ТЭЦ), генерирующих электрическую энергию и попутно тепло,

В Российской программе использования шахтного метана предус­мотрено создание силовых установок. Шахтные ТЭЦ, оборудованные этими установками, будут питаться там метаном и того качества, который извлекается дегазационными установками через скважины, пробуренные на горных выработках и с поверхности.

В связи со спецификой размещения запасав угля в пределах России, большой продолжительностью инновационного цикла и высокой дотационностью угольная промышленность столкнулась при переходе к рыночной экономике с трудностями как экономического, так и организационно-управленческого характера. Итоги работ угольной промышленности только зa период 1994-1997 гг. показывают, что добыча уг­ля снизилась в сравнении о достигнутым уровнем 1994 г. на 26 млн.т (11,1 %) и составила в 1997 г* 237 млн. т. За указанной период объем добычи даже открытым способом уменьшился на 7 млн.т. Однако видимый прирост добычи угля открытым способом по отрасли в целом за период 1994-1997 гг. (61,6 %) достигнут в основном за счет рез­кого снижения удельного веса подземной добычи угля. С каждым годом снижается производственный потенциал отрасли за счет морального и физического износа горно-транспортного оборудования. На шахтах износ оборудования достигает 78 %, транспортных средств - 72 %. На разрезах износ горно-транспортного оборудования также достигает 75-80 %. Такая тенденция с заменой технологического оборудования предопределяет рост нерентабельней и особо убыточных предприятий.

За период 1993-1996 гг. количество нерентабельных угледобывающих предприятий увеличилось о 13 до 22 %. Из действующих в 1995 г. шахт всего только 16 введены в эксплуатацию после 1970 г. 146 введено до 1970 г.. Только 15 % угледобывающих предприятий достигли в 1995 г. сопоставимых технико-экономических показателей с передовыми зарубежными предприятиями. Около 20 % добычи угля приходится на шахты глубиной отработки более 600 м, 80 % добычи ведется на предприятиях с активным проявлением газодинамических процессов. Необходимо также отметить, что за период 1993-1997 гг. в отрасли выбыло около 78 млн. т. мощностей по угледобыче, а ввод новых мощностей составил всего 27,6 млн.т.

Углубление кризисного состояния в угольной промышленности порождают растущие неплатежи за поставлявшую угольную продукцию.

По состоянию на 01.01.1998 г. задолженность потребителей составила более 7,4 млрд, руб. При атом уровень оплат отгруженной продукции денежными средствами до 19,2 % при минимально необходимом для финан­сового обеспечения деятельности предприятий уровня 40-50 %.Из общей суммы задолженностей долг предприятий энергетики составил 56,2 коксо-химзаводов -7,9 %, прочих потребителей - 35,9 %.

Такая негативная система взаиморасчетов привела к задолженности по зарплате, которая на начало мая 1998 г. в целом до отрасли сос­тавила более 3,5 млрд. руб., или в среднем 5,5 мес.

Ежегодное снижение средств господдержки отрасли при дяаяируе- мвх темпах 15-20 % фактически составило в последние года 30-40 %. Компенсировать такое сокращение объемов господдержки отрасли за счет регулирования цен на угольную продукцию при высоких железно-дорожных тарифах за перевоз угольной продукции, высоких ценах на горнотранспортное оборудование в материала даже при снижении в от­расли издержек производства, оказать невозможное.

Главной целью проводимых в отрасли реформ является создание конкурентоспособных, высокоэффективных угледобывающих предприятий,

обеспечивающих надежное удовлетворение спроса на угольную продукцию

Зарубежный опыт (особенно Германии, Великобритании) реструктуризации угольных шахт, эффективной работы шахт США, Австралии, ЮАР, а также специально выполненные исследования сделали возможным дать обоснованные рекомендации о техническому перевооружению шахт, за­ключающиеся в следующем:

- на перспективных, вновь строящихся, стабильно функционирую­щих шахтах необходимо осуществить переход на способы вскрытия, подготовки и технологические схемы, обеспечивающие наиболее полное ис­пользование технических возможностей комплексно-механизированной технологии очистных работ;

- Создание и применение высокопроизводительного, надежного очистного оборудования с автоматическими системами управления отдельными операциями, для лав длиной 250-250 м, данной выемочных полей до 2,0-2,5 км и суточной нагрузкой 3-10 тыс.т;

- концентрация очистных работ о переходом на технологические схемы «лава-шахта» для шахт производственной мощностью 1,5-2,0 млн. т. в год и «лава-горизонт» или «лава-пласт» для более крупных пред­приятий;

- для отработки отдельных участков пластов на перспективных шахтах, а также на шахтах, обеспечивающих местных потребителей углем, наиболее перспективны коротколавная технология и камерно-столбовая система разработки о использованием техники, применимой на шахтах США и ЮАР;

- повышение эффективности и безопасности отработки крутых плас­тов Прокопьевско-Киселевского района Кузбасса может быть достигнуто использованием технологии отработки горизонтальными слоями с литой твердеющей закладкой, массового обрушения и гидравлической технологии.

Осуществление эффективной реструктуризации шахтного фонда тре­бует технического перевооружения горно-подготовительных работ, при­званных обеспечить качественную и своевременную подготовку очистного фронта. Для достижения этого требуется оснастить проходческие забои комплектами оборудования, включая более совершенные комбайны средне­го типа, установки для бурения, погрузочные машины, обеспечивающие скоростное проведение выработок по углю и породе сечениями 10-25 кв. м.

Важнейшим направлением технического перевооружения на подзем­ном транспорте является осуществление поточной схемы транспортиро­вания и создание транспортных средств (ленточных конвейеров, приво­дов и т.д.), способных обеспечить бесперебойную работу очистных и подготовительных забоев. На перспективных и стабильно работающих шахтах необходимо осуществить механизацию вспомогательного транспор­та путем широкого внедрения напочвенных, подвесных дорог и других устройств.

На шахтах около 30 % трудоемкости занимают работа на повер­хности, поэтому крайне необходимым является совершенствование тех­нологических процессов и внедрение рекомендаций, разработанных ра­нее научно-исследовательскими и проектными институтами.

Осуществление перечисленных направлений технического перевоору­жения на строящихся перспективных и стабильных действующих шахтах сделает возможным их рентабельную работу и повысит конкурентоспособ­ность добычи угля подземным способом.

В исследованиях Института угля и углехимии СО РАН последнего времени особо подчеркивается, что процесс реформирования угольной отрасли обязательно должен сопровождаться активизацией воздействия научно-технического прогресса, выражающего, в частности; в разработ­ке и внедрении в практику освоения угольных месторождений новых технологий: в создании и формировании банков данных, организован­ных потоков информации путем вхождения в международные информаци­онные компьютерные сети: в разработке систем стандартов и прогрес­сивных нормативов типового проектировании шахт; в создании высоко­производительного и надежного горно-шахтного оборудования и др.

Необходимость активного внедрения научно-технических достиже­ний последнего времени в практику угольной промышленности вполне очевидна, так как не в последнюю очередь и по причине игнорирования этой необходимости отрасль к настоящему времени оказалась отброшен­ной на уровень 70-х годов. Производительность труда при подземном способе добычи в Кузбассе была в 1960-г. - 64,1 т/мес. на одного работающего, в 1887 г. - 58,3 т/мес., в 1991 г. - 41,0 т/мес., и эта тенденция продолжает сохраняться. Кузбасские шахты характери­зуются высокой степенью износа основных фондов из-за несвоевремен­ной реконструкции и малого строительства новых предприятий. Работа по подготовке новых очистных забоев часто вынуждает принимать пал­лиативные решения, которые при дальнейшей работе этих шахт, как оказывается, только увеличивают трудоемкость добычи угля, ухудша­ют безопасность труда, наносят значительный ущерб природной среде.

В конечном итоге шахты, как правило, требуют все возрастающих до­таций из бюджета для обеспечения добычи угля. Поэтому неудивитель­но наличие в Кузбассе группы шахт, имеющих производительность труда менее 25 т/мес., и у которых дотации на добычу угля составляют до 70-80 % от себестоимости.

В нынешней ситуации существенное улучшение качественных и коли­чественных показателей угледобычи и углепереработки в России может обеспечить использование наукоемких технологий.

На сегодшяшний день существует значительное количество техно­логий, имеющих основание быть отнесенными к наукоемким, высоким технологиям, которые с большой эффективностью могут быть применены в угольной промышленности. В Институте угля и углехимии СО РАН, а также в других организациях, к настоящему времени уже разработаны либо разрабатываются наукоемкие технологии практически для каждой стадии освоения угольного месторождения - начиная со стадии проектирования угледобывающих предприятий и заканчивая технологиями пе­реработки отходов угледобычи и полезного использования выработанного пространства. Среди них находятся и технологии, обещающие в случае своей практической реализация получение огромного экономического эффекта - например, такие как добыча и использование пластового метана, и технологии, направленные на обеспечение безопасных усло­вий разработки угольных месторождений.

Так, ежегодно угледобывающие предприятия Кузбасса выбрасывают в атмосферу до 2 млрд.м3 метана, что по воздействию на глобальное потепление климата соответствует выбросам 2835000 т. С02. Это объем, составляющий около 35 % годового потребления Кемеровской областью природного газа. При этом приблизительно 160 млн. м3 метана выводит­ся на поверхность по специальным трубопроводам дегазационных систем при концентрации в смеси до 80 %. Поэтому необходимо активизировать усилия по извлечению и использованию метана угольных месторождений в Кузбассе.

В Институте угля я углехимии СО РАН разработаю модульная горнотехнологическая структура для проектируемых и реконструируемых шахт («модульный шахтоучасток»). Соединение таких шахтоучастков коммуникациями поверхностного или заглубленного типа с общим для них центральным промышленным комплексом позволяет создать крупные угледобывающие комплексы(УДК) – высокорентабильные предприятия новой формации, имеющие основания именоваться шахтами мирового технико-экономического уровня.

Большое число новых наукоемких разработок имеет место при исследовании процессов глубокой переработки угля. Это обстоятель­ство позволяет с достаточным оптимизмом оценивать перспективы раз­вития угольной отрасли в Кузбассе, так как в большой степени именно с обеспечением глубокой переработки угля непосредственно в районе его добычи связываются надежда угольщиков данного региона на выве­дение угольной отрасли из экономического кризиса.

В обширном перечне наукоемких технологий, предлагаемых учены­ми для российской угольной промышленности, заметное место занимают не только новые, недавно разработанные, но и такие, которые были широко известны ранее и даже успешно применялись на практике, но по разным причинам не получили дальнейшего развития. Из данного ряда можно особо выделить такие нетрадиционные способы разработки угольных месторождений, как гидродобыча угля, технология создания и транспортирования водоугольных суспензий, а также подземная гази­фикация углей. Что касается последней, то в Институте угля я углехииии СО РАН разработана научно обоснованная концепция развития технология подземной газификации углей в Кузбассе, доказывающая наличие весьма значительных перспектив для широкого развития этого нетрадиционного способа угольных пластов в данном регионе. Вполне очевидным представляется тот факт, что названные, а также некоторые другие известные ранее технологии, обладают весьма значительным неиспользованным, нераскрытым потенциалом, и поэтому необходимостью сегодня является - в одних случаях - реанимация технологии, в дру­гих - продолжение и развитие исследовательских и практических ра­бот по совершенствованию такой технологии. Например, имеются вес­кие основания утверждать то, что использование гидродобычи при от­работке залегающих в особо сложных горно-геологических условиях угольных пластов Прокопьевско-Киселевского района Кузбасса может вдохнуть вторую жизнь в угледобычу на этом месторождении, обеспечив получение ценных коксующихся углей при достаточно низкой их себе­стоимости.

Важнейшим элементом новой угольной политики России должно быть создание и развитие в регионах добычи угля на принципах меж­региональной и международной кооперации, на базе новейших техноло­гий глубокой переработки углей энерготехнологических комплексов, обеспечивающих не только потребности внутреннего рынка, но и в значительной степени экспорт электроэнергии и продуктов углехимии в страны Европы и Азии. Для этого необходимо обеспечить:

- на основе новейших технологий подготовки и сжигания угля перевод существующих электростанций на уголь или водо-угольную суспензию и строительство вблизи угледобывающих предприятий новых электростанций, использующих только эти виды топлива;

- поэтапное создание и развитие комплексов по добыче и глубо­кой переработке углей Восточного Кузбасса в высоколиквидные продук­ты, для чего;

- на первом этапе построить модуль "мягкого" пиролиза с выпус­ком выококалорийного, экологически чистого твердого топлива для энергетики, карбюризаторов для металлургии, сорбентов, дизельного топлива, дорожного битума, сырья для производства углеродных воло­кон, композиторов пластмасс; разработать программу освоения и раз­вития этой технологии в Восточном Кузбассе;

- на втором этапе осуществить постепенный переход на новейшие процессы получения заменителей доменного и литейного коксов для металлургии из неспекающихся углей, электроэнергии, бездомных бри­кетов душ коммунальных нужд, строительных материалов из отходов про­изводства;

- на третьем этапе осуществить постепенный переход на произ­водство железа по технологии прямого восстановления железной руды с использованием продуктов углехимии и отходов химической промышлен­ности Кузбасса и одновременным производством дешевой электроэнергии.

Общее состояние минерально-сырьевой базы и различные темпы истощения запасов отдельных марок позволяют рассматривать в качест­ве наиболее реальной перспективы Кузбасса смешение объемов добычи в сторону углей марок Д, ДГ и Г. В связи с этим необходима разра­ботка мероприятий, направленных на создание и развитие комплекса предприятий по добыче ипереработке малометаморфизированных углей в облагороженные виды топлива, химическое сырье и электроэнергию,

В области собственно технологии подземной добычи угля в целом, главными направлениями научно-технического прогресса для российских шахт являются коренные улучшения структуры шахтного фонда и состоя­ния горного хозяйства шахт на основе их реконструкции и технологи­ческого перевооружения, совершенствование технологической структуры подземной добычи, развитие комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, в том числе на базе создания нового поколения комплексов машин и оборудования для очистных и подготови­тельных работ, повышения долговечности и надежности горношахтного оборудования.

В период до достижения стабилизации экономической ситуации в России необходимы меры централизованного государственного регули­рования отношений топливно-энергетических отраслей и потребителей энергии. Такие меры должны включать:

- государственное регулирование соотношения цен на уголь, элек­троэнергию, металл, транспортировку;

- выделение дотаций для финансовой поддержки отдельных пред­приятий угольной промышленности;

- создание централизованного фонда инвестиций наиболее неотлож­ных мер по реконструкции и развитию топливно-энергетических отрас­лей и предотвращению распада энергостроительного комплекса;

- повышение управляемости отраслей топливно-энергетического комплекса, его объединений и предприятий;

- создание в ТЭКе интегрированных структур, объединяющих предприятия разных отраслей (угольно-энергетические, углехимические и угольно-метталлургические) для выпуска конечной конкурентоспособной продукции субъектов рынка, охватывающих в совокупности добычу, пе­реработку и реализацию угольной продукции, а также институты рыноч­ной инфраструктуры (банки, страховые и инвестиционные компании), обеспечивающие участие угольных предприятий в межотраслевых финан­совых группах;

- протекционистские мероприятия (ценовая, налоговая и таможен­ная политика) для обеспечения гарантированного государствам минималь­ного объема продаж угля, защищающих производителей угля, в частнос­ти, от опережающего роста железнодорожных тарифов и поддерживающих конкурентоспособность угля на внутреннем топливно-энергетичеоком рынке.

Это обеспечит перевод угольной отрасли из дотационного и убыточ­ного состояния в доходную и прибыльную отрасль, привлечение необхо­димых инвестиций в топливно-энергетический комплекс, реконструкцию смежных отраслей и охрану окружающей среды.

3. СОСТОЯНИЕ НАУКИ И ТЕХНИКИ В ОБЛАСТИ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ. ЗАДАЧИ НА XXI ВЕК

Горная наука в области открытой разработки месторождений по­лезных ископаемых относится к наукам, непосредственно приносящим практическую пользу народному хозяйству, поскольку задачи, которые она решает, всегда направлены на обеспечение горнодобывающих отрас­лей промышленности совершенной техникой и технологией, способами безопасного ведения работ и экономичной организацией производства.

Развитие горной промышленности за последние десятилетия харак­теризуется дальнейшим расширением области применения прогрессивного открытого способа разработки. В настоящее время открытым способом добывается свыше 86 % железной руды, 42 % угля, 96 % горной массы в цветной металлургии, почти 100 % неметаллических полезных ископа­емых, свыше 75 % агрохимического сырья и т.д. В нашей стране постро­ены и эксплуатируются сотни горных предприятий с открытым способом разработки различных полезных ископаемых, на которых применяется современная горная техника и технология.

В ближайшей перспективе минерально-сырьевая база будет характеризоваться дальнейшим снижением качества полезных ископаемых на разрабатываемых месторождениях, резким увеличением глубины их разработки, значительным усложнением горно-геологических и экономико-географических условий промышленного освоения месторождений. В последние годы для удовлетворения потребностей страны в минеральном сырье открытым способом разрабатывалась 14 млрд. т/год горной массы. Удельный вес открытого способа добычи в перспективе сохранится на уровне 70% (за счет увеличения его в первую очередь в угольной промышленности и цветной металлургии)

Крупномасштабные объемы горных работ прогнозируемого периодамогут быть выполнены при условии создания карьеров большой мощ­ности, оснащенных высокопроизводительными, автоматизированными средствами для осуществления основных и вспомогательных процессов открытых горных работ, обеспечивающих комплексное освоение месторож­дений и восстановление (сохранение) окружающей среды. Вместе с тем необходимо сохранить небольшие и средние до мощности карьеры, в первую очередь в промышленности строительных материалов, цветной и черной металлургии, промышленности по производству минеральных удобрений. Удельный вес добычи скальных и полускальных пород откры­тым способом сохранится на существующем уровне и составит около 2/3, а мягких вскрышных пород и долезши ископаемых - 1/3. В связи с этим получат дальнейшее развитие цикличные вида горного и тран­спортного оборудования и оборудование непрерывного действия (ком­плексы с роторными экскаваторами в компактном исполнении, агрегат для послойной выемки, ленточные конвейеры и др.).

Следовательно, с целью дальнейшего развития открытых горных ра­бот на основе их интенсификации и повышения производительности тру­да необходимо разработать и создать новые комплексы горного итран­спортного оборудования: буровые агрегаты для бурения скважин глуби­ной 30-35 м и диаметром до 420-550 мм, гидравлические к механические лопаты с ковшами вместимостью до 20-30 м3, драглайны с ковшами вместимостью 40-100 м3 и длинной стрелы до 125 м, колесные карьер­ные погрузчики грузоподъемностью 25-40 т, ряд компактных роторных экскаваторов производительностью 315-5000 м3/ч с комплектом соот­ветствующего оборудования непрерывного действия, самоходные колес­ные скреперы с ковшами вместимостью 25-40 м3, автосамосвалы грузо­подъемностью до 250-300 т, средства подвижного состава электрифицированного железнодорожного транспорта для формирования поездов с полезной массой не менее 1500-2000 т, колесные и гусеничные бульдозеры мощностью 600-900 кВт с навесными рыхлителями и др..

Для мощных и глубоких карьеров с большими рабочими зонами необходимо шире применять комбинированные виды транспорта при рациональном сочетании карьерного транспорта цикличного или непре­рывного действия на глубоких горизонтах с подъемом по вертикальным или наклонным шахтным стволами о транспортированием по штольням.

Таким образом, снижение качества полезных ископаемых на место­рождениях, значительное увеличение глубины карьеров и их размеров в плане, усложнение горно-геологических условий разработки ставят новые задачи перед горной наукой в области открытой разработки месторождений, направленные на интенсивное развитие открытых гор­ных работ.

Научное обеспечение открытой разработки месторождений осущест­вляется широко развитыми основными исследованиями:

- теории процессов вскрышных и добычных работ при разработке месторождений руд цветных и черных металлов, угля, сланцев, горно-химического сырья, нерудных полезных ископаемых и строительных горных пород, россыпей, торфа, а также массовых земляных работ при строительстве;

- теории вскрытия месторождений и рабочих горизонтов карьеров, режима горных работ и систем открытых разработок;

- теории создания и эксплуатации машин и их комплексов для от­крытых горных разработок и карьерного транспорта;

- теории проектирования предприятий с открытым способом разра­ботки.

В результате проведенных исследований обоснованы целесообраз­ность обеспечения опережающего роста прогрессивного открытого способа разработки месторождений твердых полезных ископаемых как генерального направления развития горнодобывающих отраслей промышленности России, экономические принципы определения параметров карьер­ных полей и производственной мощности предприятий, методы исследо­вания режима горных работ в соответствии с этапами развития карьеров. Получила развитие теория вскрытия и систем открытой разработки разнообразных типов месторождений. Созданы и получили дальнейшее развитие классификации способов вскрытия и систем открытой разра­ботки. Разработаны теория расчета оптимальных параметров современ­ного мощного горного и транспортного оборудования и принципы форми­рования его в рациональные комплексы для открытых горных разработок. Обосновано применение на карьерах цикличной, поточной я комбинированной технологий, освоенных в настоящее время, установлена необходимость создания более производительной комплексно-механизированной автоматизированной технологии горных работ. Созданы научные основы и комплекс методов проектирования технологии применения мо­бильного оборудования на открытых разработках и прогнозирования возможности его эффективного использования на карьерах.

Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что если в области на­учного обеспечения открытых горных работ по большинству направлений Россия опережает или находятся на уровне мировой науки, то по раз­работке и внедрению теории автоматизированного проектирования карь­еров и особенно реализации результатов исследований по созданию новых горных и транспортных машин в обычномия северном исполнениях и их комплексов имеется значительное отставание. Особенно очевидное отставание наблюдается в области создания карьерных погрузчиков, техники непрерывного действия в компактном исполнении, большегруз­ных средств карьерного транспорта и др.

Интенсивное развитие открытых горных разработок, создание уни­кальных карьеров глубиной до 700-800 м с объемом добычи горной мас­сы до 200-300 млн.м3/ год, а также дальнейшее развитие малых я сред­них по мощности карьеров в различных регионах страны и отраслях горной промышленности выдвигают перед горной наукой в области от­крытой разработки месторождений новые научные проблемы и задачи, важнейшими из которых являются следующие:

- изучение физических и других свойств горных пород и массивов (в том числе на основе сейсмических методов оценки и структурной

и петрографической неоднородности), определение характера воздей­ствия на породы современных и принципиально новых рабочих органов для разрушения, выемки, погрузки и перемещения горной массы;

- разработка научных основ автоматизированного проектирования, создания и эксплуатации глубоких карьеров;

- разработка научных принципов создания для глубоких карьеров новой техники и технологии, в том числе на основе применения кон­вейерной, автомобильной, железнодорожной и комбинированной техноло­гий отработки глубоких горизонтов карьеров и одновременного после­довательного сочетания открытого и подземного способов разработки (карьерами и шахтами), открытого способа и скважинной добычи и др.

- изучение устойчивости откосов уступов и бортов глубоких карьеров, разработка методов определения устойчивости и его искус­ственного повышения путем формирования распорных призм, а также за счет внутреннего отвалообразования при разработке крутопадающих месторождений и др.;

-создание системы автоматического контроля и регулирования загазованности и запыленности атмосферы глубоки карьеров)

- разработка методов и технических средств для выемки горних пород иперемещения их в отвалы и к потребителям, организация внеш­них и внутренних отвалов при особо мощных грузопотоках вскрышных пород, выемке мощных наклонных и крутых залежей в режиме открыто- подземного способа;

- дальнейшее развитие работ до широкому использование управ­ляемого обрушения мягких и разрушенных скальных пород в технологи­ческих процессах;

- разработка ресурсосберегающих и малоотходных технологий от­крытой добычи на основе создания и применения мобильного оборудова­ния цикличного и непрерывного действия, обеспечивающих комплексное освоение месторождений и повышение производительности труда;

- создание научных основ нетрадиционных принципов открытой добычи полезных ископаемых на крутопадающих месторождениях;

- разработка аффективных способов освоения техногенных место­рождений по отраслям и регионам;

- разработка научных основ создания принципиально новых тех­нологий и оборудования для открытых горных работ на основе совмеще­ния технологических процессов (от разрушения и выемки до перемеще­ния и отвалообразования) и на базе результатов фундаментальных исследований в области плазменных, лазерных, импульсных и других способов разрушения горных пород;

- развитие научных принципов комплектования открытых разработок эффективным современным и новым буровым, горным, транспортным, от­вальным и вспомогательным оборудованием;

- разработка экономических критериев создания новой техники и технологии открытых горных разработок при комплексном освоении месторождений, включая использование вскрышных пород в народнохо­зяйственных целях.

Минерально-сырьевая база в следующем столетии будет характери­зоваться истощением крупных месторождений с относительно высоким качеством полезных ископаемых. Это вызовет необходимость освоения средних месторождений с бедным содержанием полезных компонентов, вовлечения мелких месторождений с их высоким содержанием, разработ­ка которых в связи с ограниченными запасами и недостаточным уровнем развития техники и технологии ранее была экономически нецелесооб­разна, доработки некондиционных забалансовых и потерянных запасов на ранее разрабатываемых месторождениях, освоения морской минера­льно-сырьевой базы - шельфовой зоны - для создания горных предприя­тий (прежде всего для добычи золота, янтаря, олова, меди и других ценных полезных ископаемых), широкого вовлечения в разработку тех­ногенных месторождений и др.

В связи с этим ухе сегодня необходимо приступить к решению научных задач, продиктованных необходимостью широкого развития комплексных разработок, базирующихся на совместном применении от­крытого и геотехнологических способов добычи. Требуется рассмот­реть вопросы разработки специальной плавучей и подводной техники и технологии добычи полезных ископаемых со дня морей и океанов, развития работ по широкому изучении физических и физико-химических процессов для создания принципиально новых видов техники непрерывно­го действия и поточной технологии горных работ, позволяющих значи­тельно повысить производительность труда, поднять эффективность использования ресурсов, снизить энерго- и материалоемкость горного производства.

В результате решения намеченного комплекса научных проблем будет создана методология автоматизированного проектирования, стро­ительства и эксплуатации уникальных глубоких карьеров особо большой мощности, разработаны метода проектирования рационального комплекс­ного освоения небольших, средних и крупных по запасам полезных ис­копаемых месторождений с учетом прогноза развития техники и техно­логий открытой добычи твердых полезных ископаемых. При этом будут разработаны, научно обоснованы и внедрены аффективные комплексные малоотходные технологии открытых горных работ. Благодаря созданию комплекса сейсмических методов оценки структурной и петрографичес­кой неоднородности горных массивов, методов оценки сопротивления мягких и разрыхленных горних пород копанию (черпанию) и других сов­ременных методов исследования представляется возможным разрабаты­вать технические требования к совершенствованию существующих и про­ектированию принципиально новых рабочих органов для разрушении, вышки (погрузки), перемещения и складирования (отвалообразования) горных пород. Тем самым будет обеспечен правильный и наиболее эко­номичный путь создания горного оборудования - от условий работы и взаимодействия рабочего органа с забоем к разработке машин, а не наоборот, как было ранее, когда вначале создавали оборудование, а потом приспосабливали его к условиям работ, Именно на основе тако­го нового подхода будут создаваться ресурсосберегающие вида мобиль­ного оборудования (буровые агрегаы для бурения скважин в любой плоскости, рыхлительно-бульдозерные агрегаты, большегрузные колес­ные карьерные погрузчики, самоходные колесные скреперы и бульдозеры большой единичной мощности), комплексы оборудования непрерывного действия в компактном исполнении и другие виды горных машин, а так­же новые технологии для открытых горных разработок, обеспечивающие комплексное освоение месторождений и повышение производительности труда.

В свете решения проблем и задач, возникающих в области откры­тых горных работ, еще более важной становится роль отечественного машиностроения, призванного обеспечить машинами и оборудованием предприятия горнодобывающих отраслей промышленности в период ре­конструкции и технического перевооружения.

В связи с этим было бы целесообразно и своевременно создать в системе тяжелого машиностроения головной научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт с экспериментальной базой по разработке и изготовлению комплектов оборудования для горной про­мышленности, отвечающей современным требованиям производства (по типу ВНИИПТмаша).

Целесообразно также специализировать существующие машиностро­ительные завода на изготовления горного оборудования, что будет способствовать профессиональному росту инженерно-конструкторских кадров и повышению качества и надежности выпускаемых машин.

Реализация указанных научных разработок к создание необходимых для горной промышленности России производственных мощностей тяжелого, строительного к дорожного машиностроения позволят на базе име­ющихся надежных источников минеральных ресурсов обеспечить научно- технический прогресс в области техники и технологии открытой раз­работки месторождений твердых полезных ископаемых, комплексного их освоения, являющегося решающим направлением увеличения производств минерального сырья при сокращении объемов выемки горкой масон, и следовательно, снижения вредного воздействия горного производств на окружающую природную среду.

4. СОЗДАНИЕ МАЛШПЕРАЩОНШХ, РЕСУРСОСБЕРЕГАЩК ТЕХНОЛОГИЙ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ОТКРЫ­ТОЙ ДОБЫЧИ ТВЕРДЯ ПОЛЕЗНЫХ ЙСКОШЕШХ

Горная промышленность на протяжении всей истории человечес­кой жизни всегда имела, имеет и будет иметь проблемные ситуации, создаваемые в первую очередь самой природой во взаимосвязи о техно­генной деятельностью человека, его умением оценить, а затем в разум­ных пределах потребления без потерь добить в эффективно переработать богатства земных недр с минимальными нарушениями экологического равновесия планеты Земля.

Проблема горнодобывающей и перерабатывающей промышленности связанные с такими социально-экономическими явлениями как переход к плановой экономике, переход к рыночной экономике, кризис в про­мышленности, кризис в политике в т.д. всегда проявляются в резкой форме по отношению к энергетике, промышленной сфере человеческой деятельности, а самое главное к природе. Такие периоды жизни гор­ных предприятий заканчиваются стабилизацией и разви­тием производства. Однако существующий технический и экологический уровень многих предприятий открытой добычи твердых подземных иско­паемых низок для конкурентной борьбы за рынок в новых экономичес­ких условиях, где научно-технический прогресс должен идти на эффек­тивных технологиях, резко снижающих нагрузку на окружающую среду, путем внедрения нетрадиционных решений по горному и транспортному оборудованию.

В промышленности нерудных строительных материалов применяется только открытий способ разработки месторождений. С внедрением по­точной технологии разработай месторождений открытым способом свя­зано главное направление технического прогресса в этой области.

При разработке нескальных пород поточная технология успешно решила многие проблемы, действуют и совершенствуются комплексы оборудова­ния непрерывного действия различных типов. При разработке скальных пород, например, известняка, применяют в основном выемочно-погрузочные машины цикличного действия. Причиной тому является предваритель­но необходимое взрывное, разрушение массива с последующим техноло­гическим процессом разделки негабаритов. Здесь неоспорим факт за­грязнения воздушного бассейна продуктами взрыва и негативного воздействия сейсмической волны на окружающую геологическую среду, инженерные сооружения.

Существенные преимущества дают невзрывчатые разрушающие вещества. При их использовании отсутствует сейсмический эффект, шум, пыль и выбрею газа. Для получения декоративного камня, облицовоч­ного строительного материала в даже для разделки негабаритов использование невзрывчатых веществ представляет несомненный интерес, а для массовой технологии подготовки к выемке скальных пород нет.

Еще в 75 году привлекали внимание к себе фрезерные комбайны.

Их достоинство - совмещение процессов рыхления, выемки, погрузки и дробления пород с прочностными характеристиками до 80 МПа. Крупность кусков не превышает 300 мм. Удельное энергопоглащение для комбайновой выемки составляет 0,53 Дж/кг (для комбайна КФ - 80). Экспериментальный отечественный образец работает в условиях АО «Афанасьевский карьер цементного сырья». Мощность привода 130 кВт. Производительность 50 м3/ч. Крепость разрабатываемых пород - до 90 МПа. Максимальная высота уступа 4,5 м. Ширена заходки 6,7 м. Высота разгрузки 4,5 м. Гранулометрический состав известняка из под комбайна от 5 мм до 200 мм). Для сравнения, по взрывной тех­нологии разработки известняка энергопоглащение составляет в среднем 2,25 Дж/кг. Наибольшее распространение получили цилиндрические фрезы с резцами, установленными по винтовой линии. Самыми распро­страненными на карьерах мира стали комбайны фирмы «Виртген». Эти машины незаменимы, когда взрывная подготовка массива к выемке не­допустима. Гранулометрический состав продукции и форма зерен воз­можно прогнозировать при получении достоверной информация о масси­ве. Нельзя забыть и наш отечественный опыт применения проходческих комбайнов в смешанных забоях, где крепость пород достигает порой 90 МПа. Типовой комбайн ТПК состоит из стреловидного исполнительного органа, погрузочного устройства в виде стола с нагребающими ладами и центральнорасполо- женного скребкового конвейера, гусеничного механизма передвижения, пультов управления, электросистемы, системы пылегашения и унифици­рованного перегружателя. В сравнении с зарубежными образцами подоб­ной техники можно найти много общего, но эксперименты применения проходческих комбайнов в условиях карьеров заканчивались неудача­ми. Они не технологичны. Может выгоднее приобретать комбайны лиде­ров горного машиностроения: "Катерпиллер", "Крупп" или "Виртген" ВНИШИстромсырье произвел сравнение и сделал вывод о целесообраз­ности приобретения комбайнов. Будем считать вопрос спорным по цело­му ряду причин: подготовка кадров, комплектация запасными частями, расходными материалами, изменчивость геологических ситуаций в пределах рабочей зоны карьера, присутствие глинистых включений и др. Нужна леность в выборе конструкции комбайнов для условий карьеров до добычи известняка. В первую очередь необходимо поз­нать главные элементарные геологические структуры (слоистая, склад­чатая, трещинная я разрывная) и масштабный порядок в упаковке ст­руктуры. Уяснить влияние на результаты работ комбайна крепости и вязкости пород, блочности и направления трещиноватости массива. Это поможет выбрать путь к созданию энергосберегающих технологий комбайновой добычи твердых полезных ископаемых; получению продук­ции заданного качества; увеличению выхода товарной продукции с единицы объема полезного в геологическом массиве. Будут решены вопросы о трудности и форме осколков породы отделяемой комбайном, параметрах технологических схем и конструкции исполнительного ор­гана комбайна.

Уже сегодня существует принципиально новая конструкция испол­нительного органа проходческого комбайна (ТулГУ, кафедра ТМиК), которая прошла испытания в карбонатных породах прочностью 60...70 МПа. Данным исполнительным органом можно освящать отечественные проходческие комбайны и использовать их для решения специальных задач: подрезка бортов карьера при их выполаживании(горнотехни­ческая рекультивация при погашении горных работ или при консервации карьера); извлечение известняка из прикарстовых зон, зон забалан­совых запасов полезного ископаемого к участков карьера где невоз­можно работать без селективной выемки; добыча со дна карьера. Из­влечение дополнительных запасов - это соблюдение закона "0 недрах", сокращение площадей земель, отчуждаемых под горные работы и эконо­мические интересы предприятий.

5. ВЛИЯНИЕ РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКИ НА РВЮРШРОВАНИЕ ВЫСШЕЙ. ШКОЛЫ

Изменение социального строя в РФ, происшедшее за истекшие 6 лет, вряд ли можно признать индикатором государственных интере­сов, которые должны определять приоритетные задачи высшей школы.

С одной стороны, неясно, до какой степени государство заинте­ресовано влиять на структуру национального сообщества специалистов высшей квалификации, в котором возня экспертами признавался явный избыток специалистов инженерно-технического профиля и столь же явный недостаток гуманитариев.

С другой стороны, очевидно, что простым сокращением подготов­ки инженеров дало решить невозможно, поскольку именно в инженерно- -конструкторских кадрах, сосредоточенных по преимуществу в ВПК, в года социализма шло наиболее интенсивное накопление интеллектуаль­ного и творческого потенциала. Теперешние же условия не вселяют особых надежд на то, что частная инициатива в ближайшем будет под­держивать систему воспроизводства этих специалистов.

Образцом демократизма государственная политика в области об­разования в дореволюционной России не была никогда. До революции государство принимало на себя заботу лишь о мужском среднем и выс­шем образовании, образовании военном и духовном, тогда как началь­ное народное, женское и начальное профессиональное поручалось все­цело попечению общества.

Главное завоевание социализма в организации высшего образова­ния не досталось новой России, не отягощенными болезненными проблемами. Начиная с 1971 года относительная доля студентов в населе­нии страны неуклонно снижалась, причем такими темпами, что впору было прибегнуть к экстренным мерам.

С конца 70-х годов появилась тенденция к старению преподава­тельского состава высшей школы, уже к 1982 году по сравнению о 1976-м доля специалистов моложе 30 лет сократилась на 6,7 %. У молодых не было гарантий продвижения по службе в зависимости от квалификации.

Действительно, некоторые слои советского общества явно поутратили интерес к высшему образованию, уменьшился приток молодежи в вузы - из этих рядов - соответственно появилась возможность гово­рить о появлении сословног

Дата добавления: 2015-08-27