Реконструкция горных предприятий
РЕКОНСТРУКЦИЯ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ (от лат. re- — приставка, означающая возобновление, и соnstructio — построение; * а. mine reсоnstruction; н. Rationalisierung der Gruben, Ausbau der Schachtanlagen, Tagebauen und Erzgruben; ф. modernisation des entreprises minieres, reсоnstruction des entreprises minieres; и. reсоnstruccion de huileras у minas de otros minerales) — комплекс мероприятий, направленных на коренное или частичное переустройство технологического комплекса действующих горных предприятий. В горной промышленности реконструируются шахты, карьеры, газовые и нефтяные промыслы, обогатительные фабрики и др.
Основные причины реконструкции горных предприятий — снижение производственной мощности предприятия и производительности труда рабочих в процессе эксплуатации, повышение себестоимости добычи полезных ископаемых, несоответствие оборудования новейшим достижениям научно-технического прогресса, сокращение срока службы предприятия вследствие отработки запасов, неудовлетворительные санитарно-гигиенические условия труда рабочих и др.
Реконструкция горных предприятий основана на обновлении основных фондов — активной (оборудование) и пассивной (здания и сооружения) частей. По масштабу обновления фондов различают малую, среднюю и полную реконструкцию горных предприятий, характеризующуюся коэффициентом обновления фондов — соответственно 0,2, 0,2-0,4, свыше 0,4. Удельные капитальные затраты при реконструкции горных предприятий в 2-3 раза ниже, чем при новом шахтном строительстве.
В результате реконструкции горных предприятий ликвидируются диспропорции между производственными возможностями отдельных технологических звеньев: очистной забой, транспорт, подъём, вентиляция, технологический комплекс поверхности и др. Улучшаются технико-экономические показатели работы.
Реклама
Реконструкция горных предприятий проводится в условиях действующего предприятия, что осложняет производство работ. Это обстоятельство обусловливает необходимость чётких календарного и сетевого графиков работ по реконструкции и эксплуатации с целью раздельного их ведения. Мероприятия по реконструкции горных предприятий финансируются из государственного бюджета в соответствии с планом централизованных капитальных вложений и из фонда развития производства предприятия.
Основные направления реконструкции шахт: техническое переустройство отдельных предприятий с увеличением его мощности и улучшением технико-экономических показателей работы; объединение полей (горных отводов) нескольких предприятий с созданием общей системы капитальных выработок, схем транспорта, вентиляции и т.д. (в угольной промышленности CCCP с 1960 по 1985 число шахт сокращено с 1120 до 620 технических единиц); продление сроков службы горнодобывающего предприятия за счёт прирезки запасов соседних полей; совершенствование способов вскрытия, систем разработки и схем, подготовки запасов к отработке и др. Реконструкция шахт предусматривает применение механизированных и автоматизированных комплексов подземного оборудования, отвечающих требованиям научно-технического прогресса; усовершенствование вентиляции, подъёмного транспорта на шахте за счёт проходки дополнительных стволов и переоборудования подъёмов, сокращения протяжённости вентиляционных выработок и применения более мощных вентиляторов; сооружение новых околоствольных дворов; переоборудование технологического комплекса на поверхности; широкое внедрение механизации и автоматизации производственных процессов и совершенствование системы управления на базе АСУ и др.
В Криворожском железорудном бассейне проведена реконструкция всех подземных рудников в связи с тем, что по мере отработки верхних горизонтов (срок эксплуатации одного горизонта 3-5 лет, расстояние между горизонтами 60-80 м) и перехода добычи руды на более глубокие горизонты производственная мощность предприятия ограничивалась производительностью подъёма. В частности, на многих рудниках проведена «малая реконструкция», в результате которой существовавшие подъёмные машины заменены новыми, с большей производительностью и канатоёмкостью. «Малая реконструкция» позволила увеличить производственную мощность в 1,5-2 раза.
Реконструкция обогатительных фабрик осуществляется главным образом в связи со значительным изменением (ухудшением) обогатимости добываемого полезного ископаемого.
Основные направления реконструкции обогатительных фабрик связаны с наращиванием мощностей по переработке добытого полезного ископаемого, закрытием малоэффективных мелких фабрик с устаревшей техникой и технологией. Например, в угольной промышленности в 1976-85 введено 10 новых фабрик, реконструировано 6 фабрик.
К проектам реконструкции обогатительных фабрик предъявляют требования полного и комплексного использования полезных ископаемых, включая переработку отходов производства (см. Безотходная технология), рационального использования земли и защиты окружающей среды от загрязнения, создания водооборота, рекультивации хвостовых и породных отвалов, очистки газов, пыли, выбрасываемых в атмосферу.
Реконструкция нефтяного промысла. Необходимость реконструкции нефтяного промысла обусловлена особенностями различных стадий разработки нефтяных месторождений. Средняя продолжительность разработки нефтяного месторождения 40-50 лет. За это время, как правило, обводнённость нефтяных залежей возрастает от нуля до 90% и более, иссякает естественная энергия нефтяных горизонтов, за счёт которой на 1-м этапе разработки обеспечивается фонтанный способ добычи нефти, существенно изменяются (особенно при применении вторичных методов разработки месторождений) физико-химические свойства нефти, нефтяного газа, водонефтяных эмульсий. Это вынуждает планировать и поэтапно осуществлять комплекс работ по реконструкции и техническому перевооружению нефтяного промысла. При этом производится массовый перевод нефтяных скважин на механизированный способ эксплуатации, реконструируется система внутрипромысловых нефтегазопроводов, увеличивается производительность установок подготовки нефти и очистки пластовой воды, мощность системы энергообеспечения, осуществляется применительно к новой структуре нефтяного производства техническое переоснащение автоматизированных систем управления работой нефтяного промысла в процессе разработки месторождения. В целях сокращения потерь нефти и газа система сбора продукции скважин на месторождениях, обустроенных ранее по самотёчной негерметизированной схеме, реконструируется с учётом внедрения одно- и двухтрубных герметизированных систем сбора нефти и газа.
Старение фонда скважин обусловливает организацию и постоянное наращивание мощностей по производству капитального ремонта скважин. В несколько раз по сравнению с начальным периодом разработки месторождения (в связи с переводом скважин на механизированный способ их эксплуатации) увеличиваются объёмы работ по подземному ремонту скважин.
Реконструкцию газового промысла проводят в связи с падением пластового давления, вводом дожимных компрессорных станций и холодильных машин в зонах низкотемпературной сепарации, использующей естественную энергию пласта, неустойчивой работой скважин в условиях частичного обводнения, снижения дебита газа; солеотложения и пробкообразования в стволах скважины; скопления жидкости в шлейфах скважин и т.д. Реконструкция газового промысла осуществляется как в период нарастающей, так и постоянной и падающей добычи газа. На газоконденсатных месторождениях реконструкция проводится с целью повышения выхода конденсата, пропана и бутанов.
Благодаря реконструкции совершенствуется ранее принятая система разработки месторождений путём укрупнения эксплуатационных объектов, дострелов новых пластов в скважинах, перевода скважины на другие горизонты.
По сравнению с новым строительством реконструкция горных предприятий осуществляется с затратами, в 3-4 раза меньшими, и в более короткие сроки. Реконструкция горных предприятий обеспечивает хозрасчётный доход предприятий благодаря обновлению оборудования, росту производительности труда.
Проектирование горных предприятий
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ (а. mine planning and design; н. Planung der Bergwerke, Projektierung der Bergbaubetriebe; ф. elaboration des projets des entreprises minieres; и. proyeccion de minas, disenado de minas) — разработка комплексной технической документации (проекта), содержащей технико-экономические обоснования, расчёты, чертежи, макеты, сметы, пояснительные записки и другие материалы, необходимые для строительства (реконструкции) горного предприятия.
Начальный этап проектирования горных предприятий — комплексные геологоразведочные, гидрогеологические и технологические исследования, результаты которых используются в качестве исходных данных для создания проекта. В процессе этих исследований определяются общие (балансовые) запасы полезных ископаемых, подлежащие отработке на данном месторождении (или проектируемые горным предприятием), выявляются основные геологические и технологические особенности месторождения (глубина залегания, мощность пластов или рудных тел, характеристики вмещающих пород, наличие геологических нарушений, обводнённость, газообильность, склонность пород к внезапным выбросам и др.). Наряду с этим оценивается наличие в горном массиве других полезных ископаемых, возможность и целесообразность их попутной (или совместной) добычи с основными полезными ископаемыми. Все эти данные рассматриваются и утверждаются Государственной комиссией по запасам полезных ископаемых при Совете Министров СССР (ГКЗ СССР).
При разработке проектов горных предприятий руководствуются законами СССР, Указами Президиума Верховного Совета СССР, решениями правительства СССР, а также нормативными актами по проектированию и строительству (реконструкции), в т.ч. государственными стандартами, нормами технологического и строительного проектирования, общесоюзными и ведомственными каталогами строительных конструкций и изделий, каталогами на оборудование, приборы и др.
Реклама
Проекты на строительство новых горных предприятий, расширение, реконструкцию действующих крупных и сложных предприятий разрабатываются на основе решений, принятых в утверждённых технико-экономических обоснованиях (ТЭО) или технико-экономических расчётах (ТЭР), имея в виду, что расчётная стоимость строительства, предусмотренная в утверждённом ТЭО (ТЭР), не должна быть превышена в дальнейшем при проектировании и строительстве. При проектировании горных предприятий учитываются также решения, принятые в утверждённых в установленном порядке схемах развития и размещения отраслей народного хозяйства и отраслей промышленности и схем развития и размещения производительных сил по экономическим районам и союзным республикам, а также в схемах генеральных планов групп предприятий с общими объектами (промышленных узлов).
ТЭО (ТЭР) является предплановым и предпроектным документом в части обоснования намечаемого строительства (реконструкции) предприятия, его мощности, номенклатуры и качества продукции, кооперации производства, обеспечения сырьём, материалами, полуфабрикатами, топливом, электро- и теплоэнергией, водой и трудовыми ресурсами, а также выбора наиболее эффективных технических, экономических и организационных решений, включая выбор конкретной площади проектируемого предприятия, определение расчётной стоимости его строительства и основных проектных технико-экономических показателей. При разработке технико-экономических обоснований учитываются перспективы развития науки и техники, новейшие достижения науки и техники и передовой отечественный и зарубежный опыт. Строительство (реконструкция) горных предприятий предусматривается, как правило, очередями с определением основных технико-экономических показателей на полное развитие и по очередям. При этом принимаются решения, обеспечивающие рациональное и экономное использование земель, материальных, топливно-энергетических, финансовых и трудовых ресурсов. В ТЭО намечается комплексное строительство объектов производственного назначения, жилых домов, объектов социально-бытового назначения и охраны окружающей среды, учитываются требования обеспечения сейсмостойкости, устойчивости, взрыво- и пожаробезопасности проектируемых горных предприятий. При целесообразности технико-экономического обоснования проект горного предприятия может разрабатываться на конкурсной основе.
При составлении ТЭО анализируются исходные данные, включая техническое состояние реконструируемого или расширяемого горного предприятия, анализируется его деятельность, основные технико-экономические показатели работы за последние 3 года, предшествовавшие году разработки ТЭО. Определяются мощность (объём производства продукции), номенклатура продукции, специализация и кооперация горного предприятия, при этом мощность уточняется исходя из потребности в продукции всех предприятий данной отрасли и других отраслей с учётом экономного и рационального её использования, а также полного использования имеющихся и создаваемых мощностей по производству аналогичной продукции. Приводятся основные технические данные и экономические показатели продукции в сравнении с данными и показателями аналогичных видов продукции передовых отечественных и зарубежных горных предприятий; обосновывается возможность и целесообразность получения и использования в народном хозяйстве попутной продукции при комплексной переработке сырья и утилизации отходов производства. Рассматриваются вопросы, связанные с обеспечением горных предприятий сырьём, материалами, полуфабрикатами, энергией, топливом, водой и трудовыми ресурсами. Предлагаются мероприятия по организации подготовки рабочих кадров на действующих предприятиях и в учебных заведениях.
В ТЭО приводятся технические решения по составу предприятия, организации производства и управления; обосновывается рекомендуемая технология добычи и обогащения полезных ископаемых (технологические схемы) на основе сравнения возможных технологических процессов и схем и оценки оптимальности выбранной технологии. Выбирается район, пункт, площадка (трасса) для строительства и даётся их характеристика.
Основные строительные решения и мероприятия по организации строительства включают принципиальные объёмно-планировочные и конструктивные решения и их основные параметры по наиболее крупным и сложным зданиям и сооружениям; предложения по строительству предприятия очередями для ускорения ввода в действие производственных мощностей и основных фондов; ситуационный план с указанием размещения площадок промышленного и жилищно-гражданского строительства и др. Анализируются особенности организации и сроки осуществления строительства предприятия исходя из норм его продолжительности. Устанавливаются основные мероприятия по организации строительства; объёмы основных строительно-монтажных работ и потребность в важнейших строительных материалах и механизмах. Определяется трудоёмкость строительства по укрупнённым нормативам и показателям. Рассматривается возможность использования мощностей шахтостроительных и строительно-монтажных организаций, предприятий строительной индустрии и строительных материалов, расположенных в районе строительства предприятия, а также предложения по их наращиванию или созданию таких мощностей.
В разделе Охрана окружающей среды приводятся характеристики и объёмы сточных вод и вредных выбросов, мероприятия по водопользованию и предупреждению загрязнения воздушного бассейна, почвы и водоёмов, а также по рекультивации нарушенного земельного участка и использованию плодородного слоя почвы; размеры санитарно-защитной зоны; предложения по снижению потерь добываемого (обогащаемого) полезного ископаемого и его комплексному применению. Рассматривается характер влияния на окружающую среду в данном районе действующих, строящихся и намечаемых к строительству предприятий. Рассчитывается экономическая эффективность осуществления природоохранных мероприятий и оценивается ущерб, причиняемый народному хозяйству загрязнением окружающей среды. Наряду с расчётной стоимостью строительства и экономикой строительства и производства в ТЭО приводятся основные технико-экономические показатели; экономическая эффективность капитальных вложений; удельные капитальные вложения, в т.ч. на строительно-монтажные работы; расчётная себестоимость основных видов продукции; удельные расходы сырьевых, материальных и топливно-энергетических ресурсов; уровень производительности труда; сравнение с показателями действующих передовых отечественных и зарубежных горных предприятий, а также с перспективными показателями проектируемых предприятий. В выводах и предложениях к ТЭО даётся оценка экономической эффективности строительства горного предприятия.
Учитывая, что горные предприятия — сложные объекты и требуют разработки индивидуальных решений, проектирование горных предприятий осуществляется, как правило, в две стадии: вначале разрабатывается проект со сводным расчётом стоимости, а затем рабочая документация со сметами. Отдельные объекты в составе горных предприятий, как правило, проектируют в одну стадию — разрабатывается рабочий проект со сводным сметным расчётом стоимости.
В проектах (рабочих проектах) на основе изучения горно-геологических и инженерно-геологических данных выполняется вариантная проработка с целью выбора оптимальных для конкретных условий месторождений схем размещения промплощадок, решений по вскрытию и подготовке запасов, системам разработки, проектной мощности, сметной стоимости и технико-экономических показателей с учётом необходимого развития производственной и социальной инфраструктуры, охраны окружающей среды, комплексного использования минерально-сырьевых ресурсов и других работ и затрат, обеспечивающих выполнение капитальных и ведение эксплуатационных работ в соответствии с действующими нормами и правилами.
При длительных сроках выполнения капитальных работ и осуществления строительства очередями проект разрабатывается только на первую очередь. В состав проекта первой очереди включается схема генерального плана предприятия на полное развитие с определением основных технико-экономических показателей и расчётом стоимости строительства (реконструкции). При сдаче в эксплуатацию предприятий пусковыми комплексами в проекте (рабочем проекте) определяются пусковые комплексы, состав которых должен обеспечивать выпуск продукции заданного объёма и качества.
Особое внимание при проектировании горных предприятий уделяется всемерному повышению эффективности капитальных вложений за счёт первоочередного наращивания производственных мощностей путём технического перевооружения и реконструкции действующих горных предприятий; внедрению высокопроизводительного оборудования, установок и агрегатов большой единичной мощности, значительному расширению практики размещения оборудования на открытых площадках, полной механизации и автоматизации основных и вспомогательных производственных процессов; повышению степени заводской готовности поставляемого на стройки оборудования, строительных конструкций, изделий и деталей; применению индустриальных методов строительства и эффективных форм его организации, обеспечивающих повышение производительности труда; совершенствованию объёмно-планировочных и конструктивных решений зданий и сооружений, блокированию производств, рациональному применению монолитного железобетона, широкому использованию лёгких несущих и ограждающих конструкций и других прогрессивных изделий и материалов и эффективного инженерного оборудования.
Важнейшее направление в проектировании горных предприятий — типизация проектных решений на базе унификации объёмно-планировочных, конструктивных и технологических решений, узлов, конструкций и изделий, а также широкое применение типовых проектов. Например, при проектировании угольных шахт широко используются типовые проекты сечений и сопряжений горных выработок с различными видами крепи, шахтных стволов, подземных камер производственного назначения, типовые технологические схемы околоствольных дворов и др. При проектировании нефте-, газодобывающих предприятий используются блочное и блочно-комплектное оборудование, установки и сооружения заводского изготовления, типовые проекты и экономичные индивидуальные проекты повторного применения.
Основными добычными сооружениями на месторождениях нефти и газа являются скважины. Наземные объекты нефтяных и газовых промыслов предназначены для подготовки добытых полезных ископаемых к дальнейшей транспортировке потребителям в соответствии с требованиями действующих нормативных документов (ГОСТ, технические условия). К проектированию газодобывающих предприятий приступают, если имеются исчерпывающие данные о месторождении, полученные в результате опробования разведочных скважин, схема расположения и число скважин (эксплуатационных, резервных, наблюдательных и др.), порядок ввода их в эксплуатацию; диаметры эксплуатационных и лифтовых колонн, типы подземного оборудования и фонтанной арматуры. Для многопластовых месторождений эти сведения выдаются по каждому пласту. На основе технологической схемы разработки месторождения и задания на проектирование разрабатывается проект обустройства месторождения, который включает в себя собственно добычные скважины, установки для предварительной (первичной) и комплексной подготовки газа, готовые сооружения, предназначенные для окончательной обработки газа и газового конденсата, поступающего в магистральный газопровод (для газа) и в конденсатопровод или в специальные ёмкости (для конденсата), коммуникация различного назначения. Подготовленные соответствующим образом товарные продукты (нефть, газ и др.) поступают в магистральные трубопроводы для последующей их транспортировки на нефте- и газоперерабатывающие заводы.
Проект на строительство (реконструкцию) горных предприятий или их очередей, разрабатываемый при двухстадийном проектировании, состоит из пояснительной записки с комплексом чертежей, сметной документации, спецификаций на оборудование, материала и паспорта проекта. В общей пояснительной записке содержатся исходные данные для проектирования; краткая характеристика объекта; данные о сырьевой базе (геологическая часть). Пояснительная записка содержит также краткую характеристику района и площадки строительства; решения и показатели по генеральному плану, внутриплощадочному и внешнему транспорту с определением грузооборота и выбором транспортных средств; решения по инженерным сетям и коммуникациям; мероприятия по восстановлению (рекультивации) земельного участка и использованию плодородного слоя почвы с обоснованием объёмов работ и методов их выполнения. Приводятся также основные проектные решения, направленные на комплексное и рациональное применение полезных ископаемых, отходов производства, вторичных энергоресурсов при выпуске продукции, а также на рациональное и экономное использование трудовых, материальных и энергетических ресурсов в строительстве с указанием удельных показателей их расхода на 1 т добываемого полезного ископаемого (или на единицу создаваемой мощности) и на 1 млн. рублей строительно-монтажных работ и сравнение с лучшими мировыми достижениями и показателями, установленными в задании на проектирование. В пояснительной записке приводятся сведения о предусматриваемых мероприятиях по охране окружающей природной среды, включая данные, характеризующие естественные состояние водоёмов, атмосферного воздуха и почвы, сведения о количестве и качестве сточных вод и выбросов в атмосферу, а также отходов, не утилизируемых в производстве; расчётные данные, характеризующие эффективность принимаемых мероприятий и проектируемых сооружений.
В технологических решениях содержатся расчёты, обосновывающие объёмы добычи горного предприятия и проектную мощность обогатительной фабрики, если она входит в состав предприятия; приводятся решения по организации работы шахты, карьера, промысла, а также решения по вскрытию шахтного (карьерного) поля; подъёмам по стволам; схемы подготовки шахтного (карьерного) поля; системы разработки и механизация добычных и подготовительных работ; календарные планы отработки пластов (залежей), участков шахтного (карьерного) поля; обосновываются принятые в проекте нагрузки на забой (или на добычную машину), дебиту добычных скважин; решения по закладке выработанного пространства; транспорт (подземный, карьерный); транспортного средства; расчёты вентиляции горных выработок, дегазации пластов, мероприятия по борьбе с высокими температурами, внезапными выбросами и горными ударами, по откачке подземных вод, меры по охране зданий и сооружений; решения по технологическому комплексу на поверхности шахт, рудников, разрезов, карьеров и др. Приводятся также решения по механизации и автоматизации технологических процессов и управления производством, сравнение их с передовыми техническими решениями отечественной и зарубежной практики. Рассматривается состав и даётся оценка прогрессивности выбранного оборудования, показатели его загрузки; обосновывается численность производственного персонала; приводятся принципиальные решения по научной организации труда, по тепло-, энергоснабжению и электрооборудованию, автоматизации технологических процессов с применением средств вычислительной техники (АСУТП) и автоматизированным системам управления предприятием (АСУП). Приводится перечень мероприятий по охране окружающей природной среды, предположения по освоению проектных мощностей в нормативные сроки; топливно-энергетические и материальные балансы технологических процессов с учётом всех твёрдых и жидкообразных отходов производства и решения по максимально полному использованию каждого из них.
В строительных решениях приводятся краткое описание и обоснование основных архитектурно-строительных решений по зданиям и сооружениям с оценкой прогрессивности этих решений; обоснование принципиальных решений по освещённости рабочих мест, снижению производственных шумов и вибраций, бытовому, санитарному обслуживанию работающих; мероприятия по электро-, взрыво- и пожаробезопасности, защите строительных конструкций от коррозии; основные решения по водоснабжению, канализации, отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха; перечни применённых типовых и повторно используемых экономических проектов с краткой их характеристикой.
К каждому из разделов проекта составляются соответствующие чертежи, главными из которых, например, для шахт и рудников, являются схемы вскрытия и подготовки шахтного или карьерного поля, схемы горных выработок по основным рабочим пластам, околоствольные дворы, сечения стволов и протяжённых горных выработок, схемы вентиляции, генеральный план промышленной площадки, общие виды и разрезы зданий и сооружений. В проекте также приводятся заказные спецификации и ведомости, необходимые для размещения заказов на технологическое оборудование. Если для осуществления принятых в проекте технических решений необходимо выполнять научно-исследовательские, экспериментальные или опытные работы, в материалах проекта даётся перечень с краткой характеристикой и обоснованием необходимости выполнения этих исследований и работ.