Файл: Дайрбеков Ж.О. Проблемы эффективной и рациональной разработки рудных месторождений Казахстана.pdf

расширило область использования высокопроизводи­ тельных и экономичных камерных систем разработки.

Важнейшим показателем технического прогресса в добывающей отрасли, особенно при добыче руд цвет­ ных металлов, является степень механизации техноло­ гических процессов. Нами предлагаются общие методи­ ческие указания аналитического определения степени механизации в зависимости от влияния природных ус­ ловий залегания и физико-механических свойств гор­ ных пород. В общем виде эта зависимость может быть выражена следующей формулой:

1*Ф.м = е + ^ е , (ІѴ -1)

где Ч;фм—степень механизации, зависящая от физико­ механических свойств полезных ископае­ мых, %;

е— долевое участие механизации процессов, не зависящих от физико-механических свойств ископаемого;

100— максимально возможный уровень механиза­ ции добычи полезных ископаемых;

ш— величина факторов, оказывающих основное влияние на степень механизации производ­ ства, определяемая физико-механическими свойствами пород.

Современная практика добычи полезных ископае­ мых показывает, что решающим фактором, опреде­ ляющим уровень механизации производственных про­ цессов, является крепость горных пород. Так, при кре­ пости ископаемого в пределах до / = 3 (по шкале М. М. Протодьяконова) все производственные процессы добы­ чи можно полностью механизировать и автоматизиро­ вать, т. е. осуществить принцип непрерывного поточ­ ного производства, от воздействия на полезное ископае­ мое до отгрузки готовой продукции. При крепости по­ род свыше /= 5 механическое воздействие по отрыву из массива его части становится практически нецеле­ сообразным. В таком случае возможно применение бу­ ровзрывных работ, и производство будет иметь пре­ рывный характер. Как известно, крепость и трещинова­ тость оказывают влияние на габариты отбитой руды и ее транспортировку.

Крепость горных пород (как полезного ископаемо­ го, так и вмещающих пород) оказывает также сущест­ венное злияние на уровень механизации работ по под­

154

держанию очистного пространства. При легкообрушаюхцихся породах появляется возможность управлять кровлей механизированными передвижными крепями, а при высокой крепости пород крепление вовсе отсут­ ствует.

Влияние природных факторов на степень механиза­ ции разнообразно. Так, с увеличением глубины разра­ ботки необходим переход на подземный способ добы­ чи, причем резко возрастают напряженность горных выработок и горное давление, что требует осуществле­ ния ряда дополнительных мер, позволяющих снизить их отрицательное влияние.

Изменение угла падения влияет двояко: механиза­ ция процессов транспортирования в месторождениях, залегающих горизонтально или при незначительных углах падения, проще, чем при разработке рудных тел с большим углом падения. Если угол падения превы­ шает угол • естественного откоса, появляется возмож­ ность использования собственного веса пород и руд для их доставки в пределах очистного и подготовительного забоев. Аналогичное влияние на степень механизации оказывает и мощность разрабатываемого полезного ис­ копаемого.

Таким образом, по характеру влияния горно-геоло­ гические факторы условно можно разделить на две группы: а) способствующие повышению уровня меха­ низации производственных процессов; б) оказывающие отрицательное влияние на степень механизации про­ цессов.

Результирующее влияние этих факторов на степень механизации можно показать следующим выраже­ нием:

(IV—2)

где ЧР’л.у— степень механизации, зависящая от природ­

ных условий разработки, % ; 6— постоянный коэффициент, определяемый сте­

пенью влияния факторов, способствующих повышению уровня механизации трудоем­ ких процессов;

100— максимально возможный уровень механиза­ ции добычи полезных ископаемых;

у.— совокупная величина факторов, оказываю­ щих решающее влияние на степень механи-

155

зации производства, определяемая горно-гео­ логическими условиями разработки.

Выражение (IV—2) соответствует кривой, имеющей область экстремума (минимума) при изменении значе­ ния величин переменных со, ц, а коэффициенты опреде­ лятся на основе опытно-статистических и расчетно-ана­ литических данных, характеризующих то или иное ме­ сторождение. Для этого необходима математическая обработка большого количества фактического материа­ ла методами теории вероятности и, в частности, мето­ дами корреляционного анализа. Так, для определения функции со от физико-механических свойств, главными из которых считаются крепость пород (/) и их способ­ ность к обрушению (й), необходимо изучить совокуп­ ное влияние этих факторов на изменение величины (со), т. е.

Ту же работу необходимо проделать и с переменной ц, которая зависит от влияния угла падения ср, мощ­ ности d, глубины разработки 1г и др., тогда

Решение уравнений (IV—3) и (IV—4) позволяет определить степень механизации производственных процессов в зависимости от отдельных групп факторов.

Однако задачей данной методики является опреде­ ление совмещенного влияния природных факторов и физико-механических свойств полезных ископаемых на степень механизации процессов добычи. Задача долж­ на быть разрешена путем измерения отношения между двумя или несколькими переменными, действующими совмещенно. Колебание в одной группе факторов ока­ зывает существенное влияние на другую группу. Мате­ матически она определяется как функция совмещен­ ных переменных. Для нашего случая рассматриваемое влияние физико-механических свойств 'Чгф.м,природных условий xFn,y на степень механизации производствен­

ных процессов может быть выражено

= Л * ф.м , Ч п.у) .

Функция совмещенных переменных определяется или подбором соответствующего алгебраического уров­ ня или графически. Для аналитического подсчета

156

Z(и, (x) воспользуемся выражениями (IV—1) и (IV—2), тогда

Z(no)=Z(pLo). Тогда, подставляя и усредняя их, после преобразований получим

Z K [X) = ,ц •(;л—1) •S- (« -г 1) + е •(m+ jx) -j-e •и • + 2 0 0 —е (IV—5)

Поверхность, описываемая выражением (IV—5), по­ казывает изменение степени механизации добычи в за­ висимости от объективных природно-материальных ус­ ловий производства.

В практике работы рудников, в их официальной статистической отчетности показатель механизации производственных процессов определяется неточно. В ней действительный уровень механизации и автомати­ зации процессов добычи руды отражается искаженно. Между тем реальная оценка данного уровня имеет большое значение для правильного определения эф­ фективности самих механизмов.

Вотчетах горнорудных предприятий показатель уровня механизации выражается отношением объема работ по данному процессу, выполняемого при помощи машин и механизмов, к общему объему работ.

Вэтом показателе не учитываются затраты ручно­ го труда на механизированных процессах. Так, под стопроцентной механизацией бурения шпуров перфо­ раторами понимается Механизация только основной

157

операции этого процесса — собственно бурения. А та­ кие работы, как переход от одного шпура к другому, замена коронок, буров, присоединение шлангов и т. д., выполняются вручную. Они в показателе механизации не фиксируются. Чем больше этих ручных операций в общем балансе, тем ниже эффективность труда буриль­ щика и ниже уровень механизации его труда, и наобо­ рот. Аналогичное положение на всех машинных про­ цессах добычи руд.

Проведенный анализ характера работ очистного цикла выявил наличие еще множества их видов, тре­ бующих тяжелого ручного труда и физических усилий (табл. 29) .

Действующий на рудниках отчетный показатель механизации завышает уровень механизации труда и производственного процесса. А это снижает стремление предприятий внедрять, комплексную механизацию и автоматизацию.

Существо недостатков показателя механизации, принятого в отчетности горнорудных предприятий, вскрывается в статье Л. И. Барона и В. П. Шабельни­ кова [36]. Они предлагают два варианта правильной оценки уровня механизации: по первому — показатель механизации (процесса) работ определяется как соотно­ шение между объемом работ, выполненным при помо­ щи механизмов, и общим объемом работ по данному процессу; по второму — как соотношение между чис­ лом человеко-смен, затраченных на механизированных работах, и общим числом человеко-смен, израсходован­ ных на данном виде работ.

Заслуживает внимания «Методика укрупненного определения уровня механизации и автоматизации про­ изводственных процессов в машиностроении». Эта ме­ тодика дает возможность полнее и объективнее уста­ новить уровень механизации производственных про­ цессов. В предлагаемом нами порядке определения фактического уровня механизации добычи руд прин­ ципиальные положения этой методики приняты за основу.

Как известно, механизация труда осуществляется двумя путями: заменой чистого ручного труда, где он еще сохранился, машинным, и заменой менее совер­ шенных по производительности, мощности и сроку службы машин более совершенными. В том и другом случаях уровень механизации и автоматизации произ-

158

Таблица 29

Группировка работ очистного цикла, выполняемых

спомощью машин, требующих тяжелого физического

иручного труда

из камеры в камеру и др.

водетвенных процессов предприятия будет возрастать. Показатель уровня механизации и автоматизации должен отражать следующие стороны в деятельности рудника: удельный вес труда горняков, работающих с помощью машин и механизмов и вручную по процес­ сам; степень совершенства применяемых машин с точ­ ки зрения объема ручного труда при работе с их по­ мощью; уровень механизации и автоматизации труда; уровень механизации и автоматизации производствен­

ных процессов.

Таким образом, уровень механизации невозможно выразить через какой-либо один показатель. Необходи­ мо применять их комплекс: 1) показатель охвата ра­ бочих механизированными и автоматизированными процессами; 2) показатель механизации и автоматиза­ ции труда при работе с помощью машин; 3) показа­ тель механизации и автоматизации производственных процессов.

Первый отвечает требованию определения процент­ ного соотношения горняков, работающих с помощью машин и механизмов, исходит из следующего выраже­

и автоматизированным трудом;

У/м— сумма чел-смен, отработанных рабочими на машинах и механизмах за определенный пе­ риод времени;

р— сумма чел-смен, отработанных на чисто

ручных операциях на тот же период вре­ мени.

Процентное соотношение работающих на ручных работах можно получить из формулы

y j p

*р= ѵТ Г ІТ— 10Q0/° ’

где Ир— процент рабочих, работающих на чисто руч­ ных операциях.

Показатели я и лр раскрывают только количествен­ ную сторону механизации и автоматизации труда, а качественная определяется с помощью трех других по­ казателей.

160