Прежде чем показать, как влияет измельчение угля сверх меры на себестоимость обогащения его, надо объяснить, в чем тут дело. В СССР уголь традиционно обогащается методами отсадки и флотации, другие принципы обогащения, широко используемые на Западе (обогащение в «тяжелых» средах, в гидроциклонах, «реожелобах» и пр.), у нас не применяются. Обогащение отсадкой производит в двух типах машин, сооруженных на одном принципе, но по разным классам угля: мелкая отсадка для угля класса 1 (0.5) – 13 мм и крупная отсадка класса 13–150 мм. Уголь крупнее 150 мм дробят перед отсадкой для усреднения процесса «всплывания» угля над породой. Флотируется класс 0 – 1 (0.5) мм.
Отсадка – это, грубо говоря, встряхивание угля и породы в воде с помощью струй сжатого воздуха. При этом порода и уголь как бы взвешиваются в воде, масса становится как бы полуплавучей и очень рыхлой. Более тяжелая (в два с половиной раза) порода проваливается сквозь уголь на наклонное дно и стекает по нему к ковшовому элеватору, который ее удаляет из емкости. Более легкий уголь скользит по уже опустившейся на дно породе к другому ковшовому элеватору и удаляется им. Вот и весь процесс, достаточно эффективный и дешевый. Понятно теперь почему отсадка производится отдельно, по классам, так легче разделить «тяжелые» и легкие «куски». Надо, чтобы куски угля и породы были соизмеримы по размеру. Регулирование процесса идет с помощью регулировки количества и давления воздуха.
Обогащение флотацией довольно технологически сложный процесс, требующий больших площадей и довольно сложного оборудования, больших емкостей. Смесь мелкого угля и воды с добавлением керосина и специальных химических добавок в большой емкости постоянно перемешивается, так называемым, импеллером, который одновременно с перемешиванием засасывает на глубину воздух. Частички угля смачиваются керосином и обволакиваются его тонкой пленкой, а частички породы «керосинофобны», не смачиваются им. На керосиновую пленку угля налипают пузырьки воздуха, находящиеся в воде от импеллера. Когда налипнет достаточно пузырьков, частичка угля всплывает на поверхность. С поверхности частички удаляют специальными скребками и отправляют этот флотоконцентрат на дополнительные процессы. Частички породы опускаются на дно воронкообразной формы и шламовым насосом отправляются с частью воды в радиальные сгустители опять же с конусообразным дном, по которому по кругу ходит скребок, подгоняющий шлам к центру сгустителя, откуда опять, уже более густой, шлам отправляется насосом на отвал, а осветленная вода возвращается в технологический процесс.
Флотоконцентрат также направляется на радиальные сгустители, естественно, другие, свои. Сгущенный флотоконцентрат направляется на многочисленные вакуумфильтры – специальные мешки из ткани в других мешках, из резины, из промежутка, между которыми вакуумными насосами откачивается лишняя вода. Воды удается откачать не очень много. Каждую частичку угля окружает пленка воды, из–за поверхностного натяжения которой отсосать ее невозможно, ведь вакуум не беспределен, а зависит от веса земной атмосферы (около 11 метров водяного столба, 760 мм – ртутного). В мелком угле содержится около 20 процентов этой неудалимой влаги, которая зимой смерзается в железнодорожных вагонах в камень весом в 60 тонн. Нельзя такой мокрый уголь отправлять и в коксохимическую печь. Поэтому флотоконцентрат сушат совместно с концентратом, обогащенным отсадкой. Иначе желеобразную массу не высушишь. Сушить можно в существующих трубах–сушилках или барабанных сушилках только сыпучий уголь, но не текучий. Себестоимость процессов обогащения крупной, мелкой отсадок и флотации соотносится как 1 : 1.5 : 3.5.
Барабанные сушилки, более прогрессивная технология сушки и заключается в следующем. Имеется барабан, с полочками внутри, диаметром 3–4 метра и длиной метров пятнадцать–двадцать, целиком, в чуть наклонном положении, вращающийся на катках. Во вращающийся барабан, в приподнятую его часть, непрерывно сыпется уголь, который пересыпается внутри его с полочки на полочку и перемещается к выходу в нижней его наклоненной части под действием собственного веса и полочек, наклоненных к оси барабана и смещающих поток угля вдоль его оси. Высыпается уголь из барабана уже сухой, влажностью не более 7 процентов зимой, такой не смерзается и сыпуч. Забыл сказать, часть угля сжигается в специальной котельной и в барабан подается горячий воздух и горячие топочные газы, градусов под 800 по Цельсию, иначе барабан и километровой длины не высушит уголь одним только пересыпанием с полочки на полочку.
В этом заключается опасность. Дело в том, что, как уже я сказал выше, летучие вещества при такой температуре превращаются в пары и газ и взрываются, если их много. Так называемые газовые угли содержат летучих веществ до 35 процентов, и сушить их одни, без присадки так называемых «тощих» или «жирных» углей с низким содержанием летучих веществ категорически запрещено – взрыв неизбежен. На этом и погорели благодаря «малооперационности», «непрерывности» и «универсальности» технологического процесса гидродобычи по Мучнику. Обогатительная фабрика «Кузнецкая», перерабатывающая уголь с гидрошахт, взорвалась. Погибло две женщины, нескольких человек ранило, разворотило сушильный цех, упало несколько секций километровой эстакады, по ленточным конвейерам которой транспортировался сухой угольный концентрат на коксохимпроизводство Западно–Сибирского металлургического комбината. Виноватых не нашли, хотя виновные, я считаю, были.
Институт ВНИИгидроуголь прямо виновен в том, что дал заведомо неправильные исходные данные о гранулометрическом составе поступающего на переработку угля в потоке воды и коэффициенте неравномерности потока марок угля для проектирования Центральной обогатительной фабрики «Кузнецкая» проектному институту по проектированию обогатительных фабрик из Новосибирска. Институт, проектирующий шахту, обязан дать научно обоснованный прогноз гранулометрического состава угля с тем, чтобы проектировщики обогатительного процесса смогли рассчитать количество оборудования и площадей для его установки для крупной и мелкой отсадок, флотации, сгущения, фильтрации и сушки. Гранулометрический состав – это первооснова проекта фабрики. Кроме того, фабрика, обогащающая уголь традиционных шахт, т.е. с железнодорожных «колес», рассматривает коэффициент неравномерности поступления продукта, в процесс исходя из своих технологических возможностей, т.к. между разгрузкой железнодорожных вагонов с рядовым углем и началом процесса обогащения имеется склад рядового угля, и фабрика не зависит от расписания движения угольных поездов. В случае же гидрошахты и гидротранспорта уголь на фабрику поступает в смеси с водой в постоянном объеме по пульпе, но отнюдь не по содержанию самого угля в пульпе. Иногда пульпа идет с гидрошахты «густая», иногда «жидкая», иногда почти одна вода.
Надо сказать, что обычно фабрики при традиционной технологии проектируются на строго дозированную и постоянную величину отношения твердого (Т) к жидкому (Ж), которое равняется 1 : 3. В этом случае процесс идет эффективно и засорение концентрата породой и попадание угля в отходы обогащения минимальны, так как обогатители пришли к пониманию даже «стесненного» осаждения породы и «всплытия» угля в ней. Породная «подушка» в отсадочных машинах должна быть всегда постоянна по толщине, чтобы «встряхивающий» воздух мог преодолевать ее беспрепятственно. Процесс флотации должен быть отрегулирован по содержанию твердых частиц в воде, чтобы задать расход флотореагента, не перерасходуя дорогой продукт, но и не допуская его недостаток. Если проектировщики обогатительной фабрики на «сухом» угле обычно задают эти параметры сами, то в случае гидродобычи и гидротранспорта эти параметры им должны предоставить проектировщики гидрошахты и гидротранспорта, т.е. институт ВНИИгидроуголь. Безусловно, институт мог выдать такие параметры, ибо накопленный опыт гидродобычи и гидротранспорта это позволял, о чем я говорил выше. Но параметры эти были «страшные», из ряда вон выходящие. По ним проектировщики вынуждены были бы запроектировать тройную мощность обогатительной фабрики на расчетный объем угля, а по флотации, сгущению, фильтрации и сушке угля – в пять–шесть раз больший, чем при обогащении угля от обычной традиционной технологии.
Знай, проектировщики неравномерность содержания твердой фазы в пульпе, они бы предусмотрели предварительное обезвоживание угля, запроектировали бы трехсот процентный резерв всего оборудования и так далее. Знамо дело, они не стали бы скрывать ни от кого от высоких руководителей эти свои расчеты и мнения о «новой малооперационной, универсальной, поточной и проч.» технологии, которая за все свои «выгоды» заставляла платить переработчиков их угля. Опасаясь этого, а больше того, желая, во что бы то ни стало толкать ее на просторах СССР, «специалисты» ВНИИгидроугля врали напропалую, нагло, беззастенчиво, опасно и пренебрежительно, как будто собрались завтра умереть и не видеть своего стыда, я уже не говорю об ответственности. Это типичная черта евреев, храбрых и наглых, в общем–то, людей.
Они наврали гранулометрический состав угля, в результате чего мощности флотации хватало только на 30 процентов добычи, а мощности отсадки простаивали, что привело к «перекосу» всего технологического процесса. Не справлялась сушка угля, так как мелкий уголь сушить труднее и требуются большие затраты тепла и самого количества сушильных барабанов. Они наврали коэффициент неравномерности консистенции гидросмеси, назвав его 1.15, когда он на самом деле был 2.5, что привело к нестационарности технологического процесса обогащения и грандиозным потерям угля в нем, остановкам гидрошахты, так как заливаемая пустой водой обогатительная фабрика вынуждена была останавливать подачу оборотной воды на шахту.
Но самое главное, они скрыли от проектировщиков фабрики, что марочный состав угля будет непостоянен, выдав заведомо ложные сведения, что угля марки «жирный» будет 40 процентов, а марки «газовый» соответственно – 60 процентов в неизменном соотношении, что обеспечивало безопасную их совместную сушку. Весь предшествующий опыт показывал, что этого достичь не удастся, но «основоположники» официально удостоверили, что это будет именно так. Проектировщикам фабрики ничего не оставалось делать, как по этим данным отказаться от бункеризации угля обеих марок перед сушкой с тем, чтобы дозировано подавать их на сушку в требуемой пропорции. И грандиозный взрыв в сушильном барабане.
После взрыва фабрику реконструировали, построили требуемые бункера, в четыре раза увеличили фронт флотации, сгущения, фильтрации, в полтора раза – сушки, выбросили лишние отсадочные машины и всеми этими грандиозными капитальными затратами так и не добились кардинального изменения ситуации. Кардинально – это надо бы построить рядом еще одну фабрику, вдвое мощнее прежней, но деньги в стране уже были в дефиците, на войну не хватало уже денег. Мучника сняли с директоров ВНИИгидроугля, припомнив ему прежние прегрешения, а особо – хождение в большие верха, заставившее здравомыслящих крепких, знающих что почем, мужиков из Минуглепрома СССР, плясать под дудку недоучки и наглеца, не знавшего, по большому счету, что такое шахта.
Потери угля при гидродобыче
Потери угля, как при традиционной, так и гидравлической технологиях добычи угля, делятся на общешахтные и эксплуатационные. Общешахтные потери – это потери угля в целиках под объектами горного производства (около капитальных выработок, по границам горного отвода, шахтного поля, под горнотехническими сооружениями). Под объектами, не связанными с объектами горного производства (под водоемами, природными объектами, коммуникациями и пр.). Этот вид потерь при обеих технологиях практически одинаков.
Эксплуатационные потери – это потери угля в массиве его, в пластах, и потери отделенного от массива, отбитого угля. Потери отбитого от массива угля – это потери в местах погрузки, разгрузки, на подземном транспорте. Эти потери вообще невелики, и ими можно пренебречь при сравнении технологий добычи. Эксплуатационные потери угля в массиве – это потери в недоработанной части целиков, в целиках внутри выемочного участка, собственно предназначенных к выемке, но по горным условиям, в основном из–за горного давления, не вынутых. Вот эти потери надо сравнивать по обеим технологиям и разница тут очень большая.
При обычной технологии в 95 процентах случаев уголь вынимается в лавах, которые не могут продвигаться, если уголь весь не вынут. Потери тут возникают только, если, например, не вся мощность пласта вынимается. Эти потери, как правило, составляют несколько процентов, от нуля до одного–трех. При гидродобыче же система разработки совершенно другая. Здесь проходятся параллельно друг другу горные выработки через 5–7 метров, как зубья у расчески, а оставшиеся между ними целики вынимают дистанционно струей гидромонитора (так называемыми заходками, например 6 х 6 метров) без крепления выработанного пространства, и до тех пор, пока кровля не обвалится. Затем гидромонитор оттаскивается на 5–6 метров по штреку, и эти операции продолжаются до бесконечности. Вопрос о том, сколько квадратных метров из 36 вымоется струей за время до обвала кровли или до тех пор, пока струя не перестанет отбивать уголь, а станет его лишь «лизать» своими остатками, распавшимися на отдельные капельки. О, тут играет роль бесконечное обилие факторов, от крепости угля и кровли, давления воды, ее засоренности и изношенности оборудования до квалификации гидромониторщика. Потери колеблются от 15 до 35 процентов, составляя в среднем около 25.
Надо обратить внимание на то, что при обычной технологии добычи угля маркшейдер (подземный геодезист) с большой точностью определяет объем выработанного пространства, а, значит, и объем добытого угля. При выемке струей никакой маркшейдер не полезет в выработанное, но не закрепленное, пространство, готовое рухнуть в любую минуту. Заглянуть туда, конечно, можно из штрека, но не более. За одну смену отрабатывается несколько заходок на каждый гидромонитор, а гидромониторов работает одновременно до 8 штук. Поэтому чистота выемки угля в заходке зависит только от гидромониторщика и его начальника. Дело в том, что возникшая неконтролируемость стала использоваться советским народом, шустро научившимся использовать всякую возможность типа «подливать воду в бензин на американских заправках». А «возможность», в свою очередь, возникла из–за советского, еще ленинского, «учета и контроля» и социалистического принципа «от каждого по его возможности, каждому – по результатам его труда». Другими словами, когда весь мир перешел на повременную оплату труда, в СССР, наоборот, усиливали сдельную оплату труда, совершенно неэффективную в смысле качества произведенного товара.
В СССР считали каждый шов портнихи, каждый квадратный сантиметр у асфальтировщика, каждый забитый костыль у путевых рабочих, каждый килограмм угля, добытый забойщиком, и платили именно за эти «показатели труда». Что можно было подсчитать у гидромониторщика? Количество разработанных заходок. Чем больше заходок, тем выше зарплата. Естественно, что заходки гидромониторщики стали «недомывать». Они вынимали их пока струя действовала эффективно, и бросали, как только эффект выемки снижался, обрушая кровлю все той же струей. Доказать ничего было нельзя, а иногда начальнику это как раз было и нужно, так как план – закон добычи угля выполнялся зачастую именно таким образом, на маркшейдерских планах. Когда этот «метод» дошел до всех и каждого, потери угля в недрах достигли гигантских величин, 50 процентов. Тогда начали «борьбу с потерями» методом нагоняев, накачек и уговоров, ведь других в арсенале не было и не могло быть по самой сути проблемы.
Весь добытый уголь определялся по выходу концентрата на обогатительной фабрике, потом «обратным» ходом доходили до каждого забоя. Других способов не было. Делалось это так. Допустим, за сутки фабрика произвела отгрузку концентрата в количестве 10000 тонн. К этой величине добавлял «планово–фактическую» зольность, «рассчитанную» по породным прослойкам в пластах угля, по естественной засоренности в пути следования и т.д., то есть фактически брали почти, что с потолка. На гидрошахте «Байдаевская–Северная» такая «потолочная» зольность составляла около 20 процентов, а от пласта к пласту угля изменялась от 6 процентов (пласт №30) до 45 процентов (пласт № 20 – слоистый пирог из угольных и породных пачек). Но, такую «плановую» зольность рассчитали по «плановому» проценту «участия» пластов в общей добыче, т.е. из суммы добычи каждого пласта в общем объеме. Но, опять–таки, фактическое участие пластов в общей добыче почти всегда не совпадало с «плановым».
Чтобы определить «планово–фактическую» зольность (идиотское словосочетание?), подсчитывали начерно, сколько квадратных метров вынуто каждого из участвующих в общей добыче пластов угля за месяц. Умножая на мощность, получали виртуальную добычу из каждого пласта, зольность которых была известна по количеству прослойков в них породы. Но прослойки породы – это далеко не вся порода, поступающая в уголь. Иногда гораздо больше породы поступало из, так называемой, ложной, легко обрушающейся кровли. Кроме того, надо было учесть выработки, целиком проходимые по породе, которая тоже поступала в уголь. В общем, черт ногу сломит, но цифра «планово–фактической зольности рядового угля» все же, после длительных, утомительных и приблизительных расчетов все же получалась. Вот эту виртуальную «зольность» и прибавляли к угольному концентрату, отгруженному обогатительной фабрикой потребителю по строго определенному весу или объему. Получалась «добыча рядового угля гидрошахтой».
Эта «добыча» делилась между участками, пластами, бригадами иногда честно, иногда нечестно. К примеру, данная бригада очень перевыполнила план добычи и заработала много денег, а другая бригада – мало. Надо подравнять. Маркшейдеру давалось задание «уменьшить мощность пласта» у первой и немного «увеличить» – у второй, чтобы «всем сестрам – по серьгам». Какой же дурак при этом будет работать честно, не бросая, недомытыми заходки. Наоборот, выгодно бросать недомытые заходки – авось, кто–то будет почестнее и будет их домывать, как положено, а своим углем поделится с нерадивым, но хитрым.
Доходило до того, что бригада, начиная погашение первой заходки в штреке с запасами угля 4–5 тысяч тонн, сразу же после погашения первой заходки, обычно в ночную смену, оттаскивала гидромонитор не на 6 метров, как положено, а сразу к концу штрека, метров на 250. Загасив первую и последнюю заходку, перекрывала обрушенными породами возможность контроля и замера, говоря, что весь штрек погашен, как и положено, последовательными заходками по 6 метров, пойди проверь! Таким образом, на бумаге и маркшейдерских планах появлялась заштрихованная «отработанная» полоса, хотя уголь там как лежал миллионы лет, так и остался лежать, и доступ к нему был перекрыт обрушенными породами кровли навсегда.
Из 5000 тонн, на подготовку которых затрачены огромные деньги и труд, добыто всего 200–300 тонн. При такой вакханалии, перед учеными ВНИИгидроугля была поставлена задача: найти способ замера количества угля и его зольности в потоке воды, задача архисложная. Хотя, например, капиталисты даже не могли представить себе такую проблему. Они просто платили рабочим повременно, и тем не было нужды так жестоко «хитрить», а «планов производства» у них не было, и за его невыполнение не наказывали руководителей. Это не вина, конечно, гидротехнологии добычи угля, но так уж совпало, что дутая сверх меры технология попала на «развитой» социализм, при котором рабочих надо было заставлять работать варварской системой оплаты труда. Не заставили, они нашли отдушину, и лихо ей пользовались. Как говорится, на каждый яд – есть противоядие.
Само собой разумеется, что обогатители знали все эти проблемы гидрошахты и тоже ими пользовались, себе в разгильдяйство и безнаказанность, но об этом в следующем разделе.
Потери угля от гидродобычи при его обогащении
Потери угля при обогащении классифицируются на:
зависящие от качества поступающего на фабрику угля;
связанные с принятой технологией обогащения;
связанные с нарушением принятой технологии;
зависящие от организации и управления производством.
Выше мы рассмотрели вопросы, связанные с проектным заданием, выданным ВНИИгидроуглем для проектирования обогатительных фабрик, получающих уголь по трубе в смеси с водой. Данные эти были сфальсифицированы, поэтому фабрики спроектированы не на то, что в действительности должны были обогащать. Сама технология обогащения принята по последнему слову техники, но объем процессов в ней выбран в соответствии с заданием, т.е. неверным, не соответствующим качеству поступающего угля. Наложила свой отпечаток и неравномерность углепотока, с которой раньше обогатители никогда не сталкивались, так как сами подавали в процесс обогащения столько его в минуту, сколько требовал стационарный процесс, как отсадки, так и флотации, сгущения продуктов, их фильтрации и сушки.
Что мог сделать главный инженер на такой, построенной без его участия, фабрике? Какие чувства он мог испытывать? Только чувство обреченности. Он ничего практически не мог предпринять. В отходах отсадки невооруженным глазом и без всяких исследований можно было видеть много кусочков угля, которые должны были быть не здесь, в отходах обогащения, а в концентрате. Зольность флотохвостов составляла 30 процентов, когда должна была составлять как минимум 70 процентов. Ведь перерабатываемый уголь относился к легкообогатимым углям, имеющим очень мало, так называемых, сростков угля и породы, когда контакт угля и породы очень крепкий и такие кусочки сросшихся породы и угля имеют средний вес отличный как от угля, так и от породы. Поэтому уголь и порода легко разделяются при гравитационных способах обогащения (легкообогатимые), а уголь, имеющий сростки, труднообогатим, так как сростки мало отличаются по удельному весу, как от угля, так и от породы. Директоров и главных инженеров меняли как перчатки, но эффективность обогащения не повышалась, да и не могла быть повышена на данной фабрике. Можно было ее остановить, сломать и построить взамен новую, более мощную, совсем с другими технологическими линиями и их объемом переработки, но кому это было нужно при социализме? Большие начальники знали только слово: давай–давай, и очень боялись оказаться виноватыми, если бы захотели поднять этот вопрос. Вдруг спросят: а ты где был? Мучник, заваривая эту кашу, хорошо понимал, что виноватых никто искать не будет. Ведь его сняли с работы не за врыв на обогатительной фабрике, за это надо было сажать в тюрьму, а за «совокупность» посторонних совсем прегрешений, которые и описать почти невозможно. Но ему отомстили просто за «высовывание», поставившее его высокое руководство отчитываться за взрыв на Политбюро ЦК КПСС.
Что должен делать в такой ситуации главный инженер и директор фабрики, которые ничего не могут изменить к лучшему? Они по определению должны работать «спустя рукава». Как может честный человек потребовать устранить мелкие нарушения технологии, из–за которых теряются крохи, когда безукоризненное исполнение обязанностей любого трудящегося приводит к несравненно большим потерям? В результате падает вообще дисциплина труда. Директор держится из–за зарплаты и возможности «поруководить» и знает, что дни его руководства сочтены, хоть вывернись наизнанку. Кроме того, он знает, что на шахте не знают, сколько они добыли угля и никогда не узнают, будь они все хоть архимедами. Вот уже 35 лет гидрошахта «Байдаевская–Северная», переименованная в «Юбилейную», и обогатительная фабрика «Кузнецкая» работают в таком симбиозе.
Между тем, производственный инженер с шахты, видя миллионы тонн угля в отвалах для флотохвостов с зольностью всего 30 процентов и зная, что в Экибастузе, в Казахстане добывается уголь с плановой зольностью 50 процентов и успешно сжигается на сверхмощных электростанциях, засоряя неимоверно окружающую среду, призадумался и выдал техническое решение. Артем Дмитриевич Соснин, очень уважаемый мной человек, бывший директор по производству объединения «Гидроуголь», ныне пенсионер. Это техническое решение возникло у него в голове, когда она болела у него за «план», трудно выполнимый, но за выполнение которого он «отвечал» как директор по производству.
Его предшественники тоже пользовались «подспорьем» из отстойников, когда «горел» план, но делали это по–дилетантски. Они вычерпывали экскаватором желеобразную массу угля из отстойников и складывали в большие кучи, летнее солнце их довольно быстро высушивало до приемлемого уровня, при котором эту массу можно было транспортировать самосвалами до железнодорожных путей и отгружать потребителям по низкой цене. Этот уголь 30–процентной зольности и 20–25- процентной влажности шел в счет выполнения плана добычи по шахте, и его с охотой покупали близлежащие электростанции. Но это было возможно только в летний бездождливый сезон, а лето в Сибири короткое, а атмосферные осадки нормальные, не как в Туркмении. Поэтому этот спорадический процесс не всегда совпадал с трудностями в выполнении плана.
Инженер Соснин нашел решение, чтобы не сушить этот уголь на солнышке, а отгружать его круглый год. Он договорился с ТЭЦ Запсиба, которая находилась километрах в трех от отстойников, об эксперименте. Эксперимент состоял в том, что к желеобразному углю из отстойников подмешивали отходы обогащения отсадочных машин, которые также содержали большой процент угля, но были крупной фракции и сухие, так как воду дренировали сквозь себя. Соотношение того и другого продукта изменяли, пока он не перестал смерзаться зимой и перестал залипать в мельницах электростанции. Это оптимальное соотношение продуктов имело зольность около 40 процентов и соответствующую цену, которую электростанция согласилась платить за него. По традиции эта смесь должна была идти в выполнение плана добычи, ибо она и была давно добыта на этих же шахтах, но потом ее выбросили при обогащении и продолжали выбрасывать по день этого технического решения. Так что, инженер Соснин был вправе включать эту своеобразную «добычу» в план. Но министерские работники так не считали. Они пожелали увеличить план добычи угля Соснину на величину его «рацпредложения». Овчинка для Соснина не стоила выделки, и хорошая идея была на корню подрублена. По сей день уголь качества, много лучшего, чем тот, ради которого работают в Экибастузе, лежит без дела, никому не нужный в нашей великой державе. А «новые русские», они же без образования. Им, во–первых, невдомек, а, во–вторых, не те масштабы, украсть можно и больше и проще.
Эпопея с приборами учета добычи угля при гидротехнологии
«Озабоченные» невозможностью учета угля, высокие начальники приказали Мучнику создать приборы, которые бы могли в потоке воды определять количество «проплывавшего» угля и его зольность. Создали во ВНИИгидроугле специальную лабораторию, посадили во главе умного еврея Зарецкого Льва Абрамовича или Моисеевича, сейчас уже и не помню. Просидел он над этой проблемой лет 20–25, потом понял, все бросил и ушел на преподавательскую работу в Сибирский металлургический институт.
Я уже говорил и еще повторяю: никого на гнилом Западе такие проблемы не интересуют. Их интересует добытый уголь в вагонах, а в них считать его – плевое дело. Поэтому их опыт и книжки Зарецкому помочь не могли, сколько он их не заказывал специально назначенному для этого дела переводчику. Начали думать своим умом, и пришли к простому решению. Сделать отводок от трубы в корыто и время от времени весь поток направлять туда, наполняя его за строго заданное время. Затем, пульпу из корыта разделить на твердую и жидкую фазы, измерить, сколько жидкого и сколько твердого, определить консистенцию. Затем твердую фазу сжечь и определить, какова ее зольность. Просто и достоверно. Одна беда, что делать это надо каждую минуту, как минимум, тогда достоверность будет очень высока и приемлема для Госстандарта. На это надо будет принять на работу человек 100 и построить им лабораторию с обогатительную фабрику. Не подошло, и стали думать дальше, так как Госстандарт сказал, что процесс контролироваться должен непрерывно и интегрировано давать показания на всевозможные табло. Дело запахло вычислительным центром, как в Центре управления полетом спутников. Но не бросать же? За этим следит высокое начальство, зная, что таких приборов в мире нет, но, не зная, что они миру и не нужны. Были бы нужны, – создали бы, не дожидаясь, когда первая в мире страна победившего социализма сделает это.
Обдумывание этой проблемы показало, что надо точно определять расход пульпы, концентрацию твердых частиц по объему в пульпе и плотность (по–старому удельный вес) твердой фазы, зная заранее, что плотность воды – единица. Расход воды в трубопроводе довольно точно определяли и до Зарецкого по скоростному напору воды с помощью дифференциальных манометров, да, кстати, он не очень сильно и изменялся во времени. Мешала твердая фаза, подпорчивая показания датчиков приборов от удара частиц. Я уже не помню, как, но управу на частицы нашли, и расходомер начал работать как часы. Но это самая легкая часть проблемы.
Концентрацию твердых частиц (фазы) пытались определить с помощью от эхолота (ультразвук) до рентгеновских лучей. На чем остановились, не помню, но как будто проблему решили. Дальше пошло еще труднее. Для определения плотности, а точнее зольности, твердой фазы перепробовали все коротко живущие радиоактивные изотопы, на какие удалось достать разрешение. Начались 90–е годы, и с радиоактивными изотопами стало сложнее, не то, что в 60–х. На одни разрешения всякие ушло несколько лет, что не помешало, конечно, сегодня ребятишкам и любознательным мужикам играть с ними на свалках после ухода Зарецкого на преподавательскую работу.
Каждый из этих трех приборов в отдельности Госстандарт одобрял, но в целом система этих приборов никак не дотягивала до заданной точности отображения действительности, которую уже задали экономисты. Общая ошибка не должна была быть выше, чем, если бы пробы брались в «сухом» угле и сжигались по всем правилам 100–летней давности. Иначе овчинка не стоила выделки. На многочисленные попытки «довести» приборы учета до ума ушло еще лет 5–6, но тут терпение Зарецкого кончилось. Он понял, что до точности прямого отбора проб и их сжигания для получения результата, приборы ему не довести до конца жизни, а потому и нечего стараться, Нобелевская премия ему не нужна посмертно. Если принять во внимание, что он сделал приборы только для вертикального вверх потока, а предстояло еще сделать и для горизонтальных труб, а также для открытого потока, чтобы замерять пульпу из каждого забоя, то он, разумеется, сделал правильно, что бросил эту затею.
Конструкторские потуги ВНИИгидроугля
Как немедленно оказалось после опытного внедрения гидродобычи, она вовсе не малооперационна, и, тем более не однооперационна, а еще менее универсальна, как ее продекларировал В.С.Мучник в своем дипломном проекте. Все выработки на гидрошахте должны были быть пройдены с наклоном 3.5–4 градуса в сторону главного ствола, а единственный ствол для экономии капитальных вложений должен был вмещать только одну клеть для спуска–подъема немногих людей (производительность труда высока), немного леса для крепления выемочных выработок, отрезков труб для технологической воды и гидромониторов, очень незначительных по габаритам и весу.
Первый облом произошел со стволом. Никто из «основоположников», гордых своей технологией, не вспомнил, что двигатель углесоса мощностью 1600 киловатт, который нужно спустить в шахту, не входит в «экономичную» клеть. Кроме того, сам подъемный канат и сама подъемная машина не могут спускать–поднимать по правилам безопасности десять тонн, которые заключены в этом электродвигателе. «Ученые» разводили руками, а практики нашли решение: они сняли клеть, прикрепили электродвигатель непосредственно к подъемному канату, приварили к нему направляющие «башмаки» от клети и таким образом спустили 6 электродвигателей, чтобы не сорвать введение в эксплуатацию готовой, построенной уже гидрошахты. «Ученые» же запроектировали задним числом новый ствол, наклонный, который и был построен впоследствии только для спуска–подъема этих электродвигателей. Ничего себе, каков коэффициент использования этого ствола, сколько нулей перед первой значащей цифрой после запятой в этом коэффициенте? Двигатели эти спускают–поднимают раз в году по одной штуке. Но без нового ствола шахта вообще не могла работать по «Правилам безопасности в угольных и сланцевых шахтах», раздел «Водоотлив».
Второй облом – это доставка различных грузов в забои: крепежного леса, металла, оборудования, наконец, людей, ибо это предусмотрено все теми же «Правилами…», как говорит Жириновский, однозначно. В слабо наклонных выработках не может действовать рельсовый транспорт, вагонетка по рельсам самопроизвольно разгоняется до бешеной скорости. Центральная часть выработки занята, кроме того, желобами для гидротранспорта. Подземные электровозы не могут буксировать не только состав вагонов, но даже двигать сами себя вверх по уклону. Кроме того, в «малооперационной» гидрошахте по «задумке» Мучника не предусмотрено вообще применение электроэнергии. ВНИИгидроуголь в срочном порядке, не являясь специалистом в области конструирования специальных горных машин, взялся конструировать целую их гамму. Что из этого вышло, я и хочу рассмотреть в некоем порядке. Начну с шахтного подземного вспомогательного транспорта.
В среднем шахта имеет от 50 до 200 километров действующих выработок, гидрошахта не является исключением. Почти по всем из них в обычной шахте проложен рельсовый путь, по которому ездят вагонетки, в основных выработках с помощью электровозов, во вспомогательных – с помощью лебедок, а в иных – с помощью шахтерского плеча. Толкать одну 1–3–х тонную вагонетку по рельсам не такая уж трудная работа, как может показаться на первый взгляд, недаром эту работу выполняли раньше женщины и подростки. В гидрошахте рельсы прокладывать бессмысленно, да и там уже проложены желоба для гидротранспорта угля. Не знаю, думал ли об этом «основоположник», когда изобретал технологию, но первые же опыты гидротехнологии показали, что с доставкой по шахте – неразрешимая проблема. Надо добавить, что, например, на крутом залегании мощных пластов со слоевой их разработкой, только крепежного леса расходуется 50–60 кубометров на 1000 тонн добычи, а при гидродобыче – не меньше. Одной взрывчатки только одним взрывником расходуется за смену от 30 до 100 килограммов. На пологозалегающих пластах средней мощности при комплексной механизации только комбайн весит 12–15 тонн, а весь комплекс весит 300–500 тонн железа, а единичный вес неделимого на части оборудования составляет от 0.2 тонны до 7–10 тонн. Весь грузопоток этот, направленный навстречу углепотоку, составляет от 8 до 10 процентов от этого углепотока. А в целом шахта добывает от 1000 до 10000 тонн в сутки угля. Значит, в забои должно быть доставлено от 80 до 1000 тонн различных грузов в сутки. И гидрошахта практически ничем не отличается в этом смысле от обычной «сухой» шахты. Я это хорошо посчитал, потому что около двух лет работал начальником внутришахтного транспорта именно на гидрошахте.
ВНИИгидроуголь, разумно отказавшись от рельсового транспорта по везде наклонным выработкам, выдал идею монорельсового транспорта, когда монорельс подвешивался к кровле выработки, а вагонетки, очень похожие на люльки канатно–кресельных дорог на горнолыжных курортах, подвешивались к монорельсу на колесиках. Грузоподъемность этих люлек составляла 500 килограммов, а я уже говорил, какие грузы надо было возить. Выдал идею и тут же ее нарисовал, а в качестве локомотива для этих люлек тут же выдумал, так называемые, гиротельферы на монорельсе, так как электроэнергии в гидрошахте не предусматривалось. Это чудо 20 века тоже нарисовали. В нем был гиромаховик, который должен был запасать энергию. Раскручивать маховик надо было специальной турбиной, на которую действовала струя воды от высоконапорного водовода. На водоводе через определенное расстояние должны были быть сооружены отводы с задвижкой и шланг. Видите ли, гиромаховик делал возможным не разогнаться гиротельферу на уклоне сверх меры, ведь при движении вниз он должен был раскручивать этот самый маховик, что не давало ему сильно разгоняться. Идея, в общем–то, красивая, но беда в том, что вся эта конструкция не была отработана ни в конструкторском, ни в технологическом, ни в эксплуатационном аспектах, а поэтому ломались то турбина, то задвижка, то сам маховик, то, редуктор, то еще что–нибудь. Притом стыки монорельса были разработаны так плохо, что на каждом из тысяч этих стыков гиротельфер начинал буксовать.
Но гидрошахта–то работала, и ей был дан план–закон по добыче угля. В общем, выбросили шахтеры гиротельферы, поставили лебедки через каждые 300 метров, провели «не предусмотренную проектом» электроэнергию и стали тягать эти люльки канатом, перецепляя от лебедки к лебедке. Но проявился в полную силу «закон подлости». Очень часто, когда одну из люлек заклинивало на стыке монорельса, рвался канат и ничем не удерживаемые люльки, набирали «сверхзвуковую» скорость, гладко проходя те же самые стыки монорельса и круша все вокруг, в том числе и людей, попадавшихся на их пути. Горнотехническая инспекция запретила эту самодеятельность, но «голь на выдумки хитра», монорельс сдали в металлолом, люльки – тоже, а вместо этого сварили лодки, точную копию речных плоскодонок, и того же приблизительно размера, но не плавающих, а волочащихся по почве горной выработки канатом с помощью лебедки. Правда, лебедки пришлось заменить другими лебедками, раз в десять более мощными. Сами по себе не заскользят, космической скорости не наберут. Вот в этих лодках и возили многие тысячи тонн многие годы, с 1967 года. По–моему, и сейчас на гидрошахте «Юбилейная» возят. А институт ВНИИгидроуголь, под руководством «основателя», напрочь забыл о проблеме, как только шахтеры «изобрели лодки по сухому месту», наверное, посчитав ее решенной раз и навсегда. Грузы двигались со скоростью от 14 до 21 сантиметра в секунду, т.е. от 500 до 700 метров в час, что равно 0.5–0.7 км/ч, ровно в 10 раз меньше, чем идет никуда не спешащий человек.