Анна Кислицына
С момента запуска в 2017 году Кирбинский разрез (входит в состав АО «Русский Уголь») добыл 15 млн тонн угля. В настоящее время предприятие поставляет энергетическое топливо российским и зарубежным потребителям, делая ставку на стабильность качества — ключевой фактор для рынка энергоугля.
Сложный пласт как производственный вызов
Основная задача Кирбинского разреза — освоение Бейского каменноугольного месторождения (Республика Хакасия), запасы которого оцениваются в 354 млн тонн. На предприятии добывают энергетический уголь марки «Д» с калорийностью от 5 200 кКал/кг. Это топливо востребовано как на внутреннем рынке, так и в зарубежных странах.
Для энергоугля критически важна стабильность основных качественных показателей: зольности, влажности, теплоты сгорания, содержания серы и выхода летучих веществ. Поэтому на предприятии особое внимание уделяется планированию добычи и постоянному контролю параметров.
Сложность добавляют горно-геологические условия. Как объясняет Валерий Сидоров, генеральный директор предприятия, угольные пласты на участке имеют особенности строения: они состоят из пачек (до восьми в одном пласте), разделённых прослойками пустой породы, с диапазоном мощности от 0,05 м до 1,0 м, а также секущих породных линз.
— Сама по себе работа со вскрышей не вызывает больших трудностей: так как прослой всегда выдержанный, что позволяет при экскавации снять верхнюю и нижнюю пачки, а «прослойку» отправить на другой штабель или в отвал, — рассказывает Валерий Викторович. — А вот строение линз создаёт сложности, которые требуют кропотливого труда, и операторы техники должны работать в плотном сотрудничестве со специалистами ОТК.
Участвуют в процессе и другие ключевые подразделения Кирбинского: это геолого-маркшейдерская служба и углехимическая лаборатория. Поскольку на предприятии отсутствует обогатительная фабрика, работа данных структур обретает особую важность, так как качество продукции формируется непосредственно в забое.
Акцент — на фактических данных
Одна из основных задач геологов разреза — сопоставление данных геологоразведки с фактическими. Для уточнения строения пластов горняки делают шурфы, по которым геолог и ОТК оценивают реальную структуру объекта. Как отмечает Оксана Курятова, начальник геолого-маркшейдерской службы, в одном и том же пласте могут встречаться разные по качеству пачки угля: блестящие, полублестящие, матовые, чешуйчатые.
— Оценка пачек по внешнему виду не заменяет лабораторного анализа, — подчёркивает она, — но для опытного специалиста может служить важным ориентиром. После осмотра пласта из каждой пачки отбираются пробы, которые направляются в лабораторию для определения качественных характеристик.
Стоит отметить, что геологи должны не только описать пласт, но и разработать производственный прогноз, на базе которого будут определены способ выемки, направление работы экскаватора, распределение угля по штабелям, а в ряде случаев — и решение о том, как вести буровзрывные работы. Геологическая служба также следит за полнотой выемки запасов и соблюдением условий лицензии.
Съёмка нового поколения
Фактическое положение пластов требует постоянного уточнения, особенно в условиях сложного строения. Этим занимаются маркшейдеры, которые контролируют контуры отработки, положение пластов и состояние бортов разреза.
Если при добыче выявляется отклонение положения угольного пласта, специалисты фиксируют его маркшейдерской, инструментальной съёмкой, после чего корректируют поверхности кровли и почвы пласта на графических данных. Уточнённые данные собираются в цифровую модель местности.
В распоряжении маркшейдеров — специализированный парк оборудования, в который входят два электронных тахеометра SOKKIA GRX2, SOKKIA GRX3 (обеспечивают до 400 метров съёмки в безотражательном режиме по вскрыше и до 150 — по углю), нивелир с компенсатором WC5607 для передачи высотных отметок, JPS-оборудование в составе базовой станции, стационарно закреплённой и с переносимыми роверами.
Уделяется внимание и развитию современных технологий, например, применению беспилотных аппаратов. По словам главного маркшейдера Александра Серебрякова, использование БПЛА позволяет получать полные цифровые модели без «белых пятен», значительно сокращая время съёмки.
— Точность аэросъёмки выше, чем при тахеометрической, за счёт её полноты, — говорит Александр Серебряков. — Например, для того чтобы отобразить все объекты на плане в точности как на местности, при классической съёмке нужно будет потратить в два-три раза больше времени. Поэтому при проведении тахеометрической съёмки снимаются только характерные точки объектов, позволяющие отобразить объект в полной мере, но при этом мы все же жертвуем точностью.
Обработка большого массива данных, получаемых в ходе съёмки, осуществляется при помощи специализированного ПО — nanoCAD Geoniks. ПО позволяет по оцифрованным данным геологоразведки и по планам подсчёта запасов, пополненных фактическими данными, рассчитать количество запасов угля в планируемых для отработки контурах. Как подчеркнул Александр Серебряков, переход на nanoCAD Geoniks позволил значительно увеличить скорость обработки информации и, соответственно, сократить время, которое маркшейдерам требовалось на расчёт вскрыши и объёмов угля, проектирование новых объектов (дорог, съездов, бортов и др.), составление планов и др.
Три категории качества
Контроль качества начинается ещё до экскавации. Специалисты отдела технического контроля (ОТК) в течение смены оценивают наличие минеральных примесей, мощность пластов, состояние водоотводных и очистных канав и особенности отработки. Эти данные используются для распределения потоков угля по складу и выполнения плановых показателей качества.
Отбор проб ведётся на всех этапах:
— в забое — через каждые 50–100 м;
— при изменении структуры — по пачкам;
— на складе — в сформированных штабелях.
Всего за смену отбирается до 12 проб, общее количество — 30–35 в сутки.
Как рассказала начальник ОТК разреза Ирина Резикова, на предприятии выделяются три категории качества угля по теплоте сгорания, и для каждой формируется отдельный штабель.
— Пробоподготовка является важным этапом, осуществляется в строгом соответствии с требованиями госстандартов: каждая проба проходит этапы дробления, сокращения, упаковки и снабжения этикетками, — объяснила она. — В ходе подготовки пробы для лабораторных испытаний используются совки, лопаты, дробильные или проборазделочные машины (МДМ или МПЛ-150), банки. Затем образцы направляют в углехимическую лабораторию, где после просушки лабораторная проба дробится до аналитической на пальчиковых истирателях ИПС-2. Дальше материал направляется на анализ характеристик угля.
Эта последовательность важна для всего производственного цикла. Если лаборатория быстро получает корректно подготовленную пробу, ОТК и горный участок могут оперативно скорректировать направление добычи, перемещение угля или состав отгрузочной партии.
Точность — в основе испытаний
На Кирбинском разрезе действует собственная аттестованная углехимическая лаборатория (УХЛ). Перечень показателей, контролируемых подразделением, включает подготовку проб, определение зольности, массовой доли влаги, выхода летучих веществ, массовой доли общей серы, теплоты сгорания и действительной плотности угля. Одна из важнейших задач — оперативность: лаборатория должна выдавать заключение в течение нескольких часов, что позволяет ОТК и производству действовать в режиме текущей смены.
Оснащение УХЛ включает калориметры LECO, IKA и АБК, анализаторы серы ELTRA и IRS, муфельные печи, сушильные шкафы, циркуляционный термостат, электронные весы и другое поверенное оборудование. Приборы оснащены специализированным ПО, а лаборанты используют автоматизированные рабочие места.
— Все параметры в УХЛ определяют по аттестованным методикам, — отметил заведующий лабораторией Александр Межов. — Так, влагу оценивают через потерю массы после высушивания навески, а зольность — при помощи сжигания навески в муфельной печи и расчёту негорючего остатка. Выход летучих веществ определяется при нагреве без доступа воздуха. Теплота сгорания устанавливается на калориметре, где проба сжигается в среде кислорода под давлением. Содержание серы определяется на специализированных анализаторах.
Контроль некоторых параметров, включая элементный состав, критерии взрываемости и пр., передаётся на анализ подрядным организациям, т. к. ежесменного определения этих показателей не требуется.
От штабеля до вагона
Контроль качества продолжается и на складе готовой продукции, где формируются штабели различного качества, работает дробильно-сортировочная установка, выпускаются фракции, востребованные конкретными потребителями. Со склада уголь перемещается к пандусу и загружается в железнодорожные вагоны.
Перед отгрузкой отбираются товарные пробы. Через несколько часов оформляется удостоверение качества, которое сопровождает продукцию и служит основанием для расчётов с покупателями.
Выстроенная на Кирбинском разрезе система контроля качества, от геологоразведки до отгрузки, позволяет обеспечивать стабильные характеристики продукции даже без обогатительной фабрики. Комплексный подход и слаженная работа всех служб дают предприятию возможность уверенно развиваться и наращивать производственные показатели.