Инновации в подземном руднике реферат

Обновлено: 04.07.2024

Что может быть нового и научного в технологиях добычи полезных ископаемых на россыпных и осадочных месторождениях алмазов, золота, платины, янтаря, фосфоритов.

Сотни лет ведется разработка столь важного в мире сырья, месторождения истощаются, увеличивается глубина добычи, уменьшается концентрация полезного компонента на 1 м3 вынимаемых вмещающих его пород. Если не предлагать горной промышленности новые техические разработки в этой области, человечество может однажды остаться без столь важных промышленности и повседневной жизни материалов.

Вот в таких случаях на помощь горнякам приходят геотехнологические сособы добычи полезных ископаемых, в частности – скважинная гидродобыча (СГД). Способ заключается в бурении технологических скважин, вскрывающих россыпное или осадочное месторождение того или другого полезного компонента, установку в скважины высоконапорного гидромонитора, размывающего полезный пласт и превращающего породы и воду в гидросмесь, элеваторного или эрлифтного подьемника гидросмеси на поверхность к перерабатывающему или обогатительному комплексу.

Оборудование для СГД может быть выполнено в стационарном, модульно-передвижном и мобильном виде. По производительности такие комплексы могут соперничать с открытыми горными разработками, но, как правило, ограничиваются 150-600 м3/ч по пульпе.

На сегодняшний день СГД особо важна при добыче россыпного золота в Монголии, Центральной Африке и России, сапфиров и рубинов - в странах Ю-В Азии, лунного камня, сапфиров, рубинов, др. – на Шри Ланка, алмазов – в Якутии, на Мадагаскаре, в африканских странах. Скважинная гидродобыча позволяет эффективно отрабатывать участки месторождений на больших глубинах, с малым содержанием полезного компонента, на незначительных площадях его распространения, в труднодоступных районах…

Себестоимость добычи данным методом в несколько раз ниже традиционных: подземной и открытой разработки. Капитальные вложения - в десятки раз ниже общепринятых.

Не зря к таким способам добычи полезных ископаемых сегодня обращаются в се чаще и чаще. СГД набирает популярность, усовершенствуется и может быть применено даже малым и средним бизнесом.

Так, например, для добычи обводненных строительных песков в Курской области с глубины до 20 м при мощности вскрышных пород 6-8 м и продуктивного пласта - 12-14 м рационально был использован модульно-передвижной комплекс на базе бурильно-крановой техники УБМ-85-17 и гидромонитора АД-300. Достигнута производительность по песку – 45-60 м3/час. Себестоимость песка составила не более 120 руб/м3. Капитальные вложения в добывающе-обогатительный комплекс составили не более 18 млн. рублей.

Сегодня Центр по сапропелю выполняет ряд проектов по СГД россыпного золота в Монголии, алмазов – в России, сапфиров и рубинов – в Камбодже.

Работы проходят успешно, везде достигнуты проектные показатели. Из этого следует, что СГД россыпных и осадочных полезных ископаемых приобретает всеобъемлющий характер и является одним из перспективных методов освоения природных богатств на планете.

Сегодня изменения затронули все отрасли промышленности, и инновации в горном деле также имеют место. Чтобы сохранить конкурентоспособность и существовать долгие годы, необходимо поднять горнодобывающую отрасль на обновлённый уровень.

Это можно сделать:

Путём технического перевооружения и внедрения современного оборудования;
Применением новых технологий при разведке и переработке ископаемых;
Повышением квалификации рабочего персонала и инженерно-технических кадров.

Многие крупные горнодобывающие предприятия формируют специализированные группы или отделы, занимающиеся оптимизацией и инновацией на производстве.

Последние инновации в оборудовании и запчастях в горной промышленности

Уровень производительности труда в горнодобывающей отрасли главным образом тормозится состоянием машин и оборудования. Поэтому инновационные технологии чаще разрабатывают именно поставщики оборудования.

Технологические решения, к которым прибегаю крупные холдинги для повышения эффективности производства — создание автоматизированных процессов:

Обнаружения месторождений;
Управление их выемкой.

В идеале они стремятся к полной роботизации оборудования.

Новые технологии позволяют осуществлять разработку месторождений на ранее не рентабельных участках.

Применение беспилотников

Одна из современных машин, появившихся на горнодобывающем рынке — это беспилотный самосвал от Volvo. Он предназначен для работы в шахтах, имеет GPS-оборудование и лазерные радары. Машина способна транспортировать сыпучий груз автономно.

Другой беспилотник, от компании Scania, оснащён функциями, позволяющими ему объезжать препятствия и производить разгрузку самостоятельно. Разработчики данной машины гарантируют повышение производительности труда на горнодобывающих предприятиях до 20%.

Автоматизация и компьютеризация

Технологические преобразования коснулись и наземного горнодобывающего оборудования. Так, буровые станки имеют автоматическую систему, которая регулирует скорость и перемещает буры. А в экскаваторы встроены микропроцессоры, способные передавать и записывать информацию.

Еще одна важная разработка учёных — система мониторинга горного массива.

Главная цель аппарата — безопасность людей, которые работают при добыче ископаемых.

На основании данного инновационного проекта создан датчик, состоящий из компонентов, имеющих программное обеспечение. Датчик способен принимать сигналы от горных массивов, которые впоследствии обрабатываются сервером. Это позволяет опознать участки с повышенной аварийностью.

А используя метод слепого бурения от Master Drilling можно создавать шахты до 14 м в ширину и до 2 км в глубину, что обеспечивает доступ в шахту людей, материалов и крупного оборудования. Данная установка работает там, где отсутствует доступ к месторождению, и бурение производится с поверхности. Также она используется при освоении новых месторождений.

На базе Томского физико-технического института был изобретён универсальный способ дезактивации хвостов переработки руд редкоземельных металлов. Суть метода заключается в применении ионно-обменных смол и твердых экстрагентов, которые синтезированы учёными института. Он позволяет обезвредить хвосты и снизить затраты на переработку. Разработчики считают, что эффективность и дешевизна этого метода даёт возможность применять его в горнодобывающих отраслях разных стран.

Инновации в добыче драгоценных металлов

С каждым годом запасы легко-добываемых драгоценных металлов уменьшаются, и встаёт необходимость разработки месторождений на трудно доступных участках. Именно поэтому инновации в горном деле при добыче драгметаллов сегодня активно применяются.

Но последнее новшество — это воздействие рентгеновскими лучами. Всего несколько секунд, и драгоценный металл становится радиоактивным материалом, который можно обнаружить специальным детектором. Данный метод:

Наиболее точен;
Им легко управлять автономно, с помощью портативного устройства, что позволяет добраться в труднодоступные участки.

Повышение добычи золота и производство жёлтого драгметалла в России в последние время привело к изменению мировых статистических показателей, и корректировке списка стран, лидирующих по добыче золота в мире.

Инновации в добыче алюминия

Сегодня актуальной проблемой является перенос производства под землю. Это приведёт к уменьшению затрат на подъём алюминий-содержащих масс на поверхность, а отходы можно будет размещать в отработанном пространстве.

Инновации в добыче угля

Основными направлениями инноваций в горноугольной отрасли являются:

Внедрение компьютерных программ, которые с успехом применялись в рудной промышленности, они способны производить трёхмерное моделирование ресурсов и оптимизацию горных процессов;
Использование технологии КГРП (комплексная глубокая переработка пластов).

Выставки инноваций в горном деле

MiningWorld Russia — будет проходить 17-19.04 в г. Москва. В выставочном зале представят спецтехнику, используемую при добыче, обогащении и транспортировке ископаемых.
Expomin — с 23 по 27.04 в Чили, Сантьяго. На выставке будут представлены композиции по электротехнике и электронике, элементы комплексов предназначенных для буровых работ и для лабораторных исследований.
WAMPEX — с 30.05 по 1.06 в Гане, Аккра. Инновации в горном оборудовании, технологии переработки месторождений и их транспортировке.
Уголь России и майнинг 2018 — с 5 по 8 июня в России, г. Новокузнецк. На выставке можно ознакомиться с технологиями проходки, подземного строительства, измерения и поддержания климатического режима.
IME Xinjiang — с 18 по 20.07 в Китае, Сиань. Будет представлено буровое оборудование, техника для транспортировки, запчасти для буровых систем.
Рудник — с 9 по 11.10 в России, Пермь. Выставка специализированных систем, используемых при добыче минералов.
CICEME — время проведения 21-23.11 в Китае, г. Пекин. На выставке будет представлена техника для горнодобывающей отрасли: спасательные кабины, шахтовые системы, оборудование для переработки угля и контроля газа в шахте.

Инновации увеличивают рентабельность и производительность на горнодобывающих предприятиях, приводят к сокращению затрат.

Часто недостаток денежных средств для инвестиций в горном деле приводит к торможению в развитии и внедрении новых технологий. Однако, при условии обоснованности в необходимости данных мероприятий, сроки окупаемости новых технологий являются короткими или средними, что доказывает большую эффективность этого направления.

Горнодобывающая промышленность является одной из ведущих, перспективных и важных отраслей глобальной экономики. Для увеличения рентабельности, производительности и конкурентоспособности горнодобывающим компаниям необходима инновационная деятельность. Сегодня инновации - это движущий фактор развития горной отрасли.

Ключевые слова

Текст научной работы

Горнодобывающая промышленность занимает одну из ведущих отраслей в мировом промышленном производстве. Горная отрасль является одной из динамично развивающихся, важных и перспективных отраслей в глобальной экономике.

Развитие ведущих отраслей, таких как: машиностроительная, оборонная, металлургическая, топливно-энергетическая, неразрывно связано с развитием горнодобывающей отрасли.

Месторождения полезных ископаемых, одного или нескольких видов ресурсов мирового значения отражают и обеспечивают богатство и мощь государства.

Для того, чтобы вывести горнодобывающую промышленность на более новый и высокий уровень развития, эффективности и производительности, необходимо решение целого ряда вопросов и выполнения условий, таких как:

техническое перевооружение, введение и использование нового, более современного, производительного, мощного оборудования;
внедрение новых технологий в процесс добычи и переработки добытых полезных ископаемых;
повышение квалификации рабочих кадров и кадров на руководящих позициях на горных предприятиях.

Выполнение этих условий возможно при взаимосвязи науки и производства. Инновационная деятельность, основанная на процессе объединения этих составляющих в единое целое, направлена на поиск и реализацию инноваций в целях организации производства для более продуктивной работы горнодобывающей промышленности.

Инновации – движущий фактор глобальной конкуренции. Поэтому повышение конкурентоспособности в горнодобывающей отрасли возможно с помощью перехода к высокотехнологическому производству.

Инновационная деятельность, как одна из форм инвестиций, осуществляется с целью внедрения достижений научно-технического прогресса в производство и социальную сферу. Она включает в себя выпуск и распространение принципиально новых техники и технологий, реализацию долгосрочных научно-технических программ, финансирование фундаментальных исследований.

Так, например, в области геологоразведочных работ предполагается совершенствование, прежде всего точности определения балансовых запасов, структуры залегания и качественных характеристик природных ископаемых. Эти нововведения позволяют повысить эффективность производства уже на стадии проектирования, т.е. в жизнь будут воплощены лишь те проекты, которые с точки зрения конкурентоспособности и производительности будут наиболее выгодными.

Для повышения эффективности и производительности предприятия необходимо переходить к технологиям и разработкам, позволяющим удаленно управлять карьерными выемками, автоматизировать основные процессы и использовать современные методы обнаружения месторождений полезных ископаемых.

Например, компания Komatsu, а также компания Caterpillar занимаются разработкой карьерных роботизированных самосвалов, которые, как ожидается, будут двигаться по заранее заданным маршрутам. Это позволит сократить потребление топлива, а также уменьшить время простоя, связанное с перерывами на отдых и пересменками, и повысят безопасность труда.

Не в силах полностью изменить глобальные экономические тенденции, компании могут изменить свою деятельность. Вместо того чтобы пережидать колебания и волатильность рынка, компании должны использовать эту возможность для развития своей стратегии ведения бизнеса, внедряя процессы, технологии и концепции, необходимые для укрепления в долгосрочной перспективе.

Инновации помогают увеличить рентабельность и производительность, сократить затраты, разрабатывать технологии.

Поскольку для внедрения инноваций в процесс производства необходимы первоначальные немалые затраты, горнодобывающие предприятия выбирают путь внедрения новшеств других. Пока операционные затраты будут сохраняться на высоком уровне, инновации могут стать эффективным средством повышения будущей рентабельности.

Список литературы

Цитировать

В статье представлены инновационные технологии и проекты в сфере добычи угля. Целью данных инноваций является повышение производительность труда и усовершенствование технико-экономических показателей шахт и карьеров. А также снижение количества аварий и улучшение экологической ситуации в регионах. Рассмотрены проблемы угледобычи, и представлены методы их решения.

Россия обладает большими геологическими запасами угля и занимает второе место в мире после США. Большая часть наших угольных ресурсов находится в Сибири и на Дальнем Востоке. Потенциал российской угольной отрасли как поставщика энергии выше, чем у нефтегазовой отрасли. Если запасов углеводородов хватит всего на несколько десятилетий добычи, то угля – на века. В то же время, как экспортер угля, Россия занимает скромное третье место в мире после Индонезии и Австралии [2, с. 43].

Судя по доказанным запасам и текущим темпам добычи, мир снабжался углем на протяжении сотен лет. И эти запасы, которые мы только начинаем изучать, повышают уровень сохранности на срок до тысячи лет. Кроме того, сжигание угля остается самым дешевым, несмотря на то, что есть атомная и газовая генерация, гидроэлектростанции и новые возобновляемые источники энергии - в два, три или даже шесть раз дороже в киловатт-часах.

Имейте в виду, что экологичность в отрасли постоянно повышается. Поколение, работающее на угле в начале 1900-х годов с дымящимися трубами, и то, что мы имеем сейчас, – это два разных мира. Инновации развиваются потрясающими темпами. Угольная и энергетическая промышленность значительно улучшили окружающую среду в своих странах. Согласно прогнозам одного из руководителей высшего звена, в 1930-1950-х годах такие технологии станут возможными, когда выбросы угольных электростанций упадут почти до нуля. Одновременно с этим повышается и уровень жизни граждан, поскольку, как отметили участники круглого стола, процветание страны четко коррелирует с уровнем энергетической безопасности и Добыча угля - основа энергетики многих стран [4, с. 14].

Существенное содержание инноваций заключается в постоянных изменениях, отражающих функциональное содержание инновационной деятельности компании и компании в целом. Необходимо выделить типологию изменений, присущих инновационным преобразованиям: использование новых технологий, новых технологических процессов или новых рыночных опор для производства; внедрение продуктов с новыми свойствами; использование нового сырья; улучшить организацию производственного и материально-технического обеспечения; формирование новых рынков сбыта и др.

Потенциал для инноваций включает научные, конструкторские и инженерные разработки, экспериментальные услуги для подготовки новых продуктов, ресурсы для наукоемкой деятельности и управление процессам.

Повышение эффективности отраслей топливно-энергетического комплекса, а также такой важный аспект, как технологические инновации, требует разработки и развития новых технологий и индивидуальных технических усовершенствований на основе новых технологий. Знания, технические устройства и технологические процессы. Только технологические инновации позволят топливно-энергетическому комплексу и государству в целом занять достойное место в мировой энергетике при наличии долгосрочной стратегии, основанной на инновациях, играющих решающую роль.

Эффективность шахтеров зависит от структуры запасов полезных ископаемых и стратегии их развития, уровня используемого оборудования и технологий, сотрудников, их взаимоотношений и взаимодействия в производственных и инновационных процессах. Все это внутренние факторы, которые гарантируют устойчивость компании в изменяющейся внешней среде и рост ее конкурентоспособности. Взаимозависимость этих факторов определяет необходимость использования инноваций во всех элементах бизнес-структуры.

Для функционирования горнодобывающей компании характерны: строгая зависимость от горно-геологических условий, качественного и количественного состава ресурсов; постоянное изменение развитой зоны, являющая рабочей зоной; высокий риск несчастных случаев и травм.

Безопасность производства – серьезная проблема в угледобыче. Во-первых, это взрыв метана и угольной пыли. Здесь технологическая сторона вопроса неизбежно связана с человеческим фактором, то есть спецификой управления. Оценочные ресурсы метана в угольных бассейнах России (до глубины 1800 м) оцениваются в 17-18 трлн кубометров. При этом ресурсы метана только в Кузбассе составляют 13 триллионов кубометров. Кузбасские рудники ежегодно выбрасывают в атмосферу от 1 до 2 миллиардов кубометров метана. Эти выбросы включают от 100 до 200 миллионов кубометров метана, который транспортируется по воздуховодам из систем дегазации на поверхность с концентрацией до 80%. Его можно использовать для выработки электроэнергии, тепла, топлива и химикатов.

Развитие сопутствующей добычи и использования шахтного метана важно для Кузбасса по нескольким причинам. Во-первых, выбросы метана при добыче угля являются одним из факторов, ограничивающих рост добычи угля. Во-вторых, участие в разработке и использовании ресурсов метана - ценного углеводородного сырья и источника энергии – создаст новое современное направление в угледобыче, создав дополнительные рабочие места и повысив экономический потенциал региона. В-третьих, частичная замена угля на метан при производстве тепла и электроэнергии позволит снизить выбросы вредных веществ в атмосферу и улучшить состояние окружающей среды в городах Кемеровской области. В-четвертых, парниковый эффект метана в 21 раз превышает парниковый эффект углекислого газа, и его выбросы в атмосферу в рамках топливно-углеродного цикла, составляющие 10% от общих антропогенных выбросов, могут быть сокращены за счет вторичной переработки, для чего требуется небольшие капитальные затраты [3, с. 30].

Инновации и управление

Технологическая модернизация в угольной отрасли требует адекватных подходов к управлению производством. Но внедрение передового опыта сталкивается с рядом проблем. Существует нехватка высококвалифицированных специалистов, а различные уровни управления в российских компаниях недостаточно взаимосвязаны. Существенным препятствием являются стандарты и правила проектирования и горных работ, которые практически не изменились с советских времен. Правила дегазации 1989 года не имеют смысла с современным оборудованием и технологиями, которых просто не существовало 20 лет назад.

Внедрение управленческих инноваций требует их адаптации к российским условиям добычи угля. К этим объективным характеристикам России можно отнести, например, необходимость организации вахтовой работы в северных регионах. Персонал на этих рудниках - три-четыре месяца в году. В Сибирском регионе существует принципиальная проблема ограниченного ремонта для бизнеса, когда бизнес вынужден заниматься не принципиальной для него деятельностью (социальные объекты, столовые, пекарни, спортивные комплексы и т. Д.), Которые в нормальных условиях можно отдать на аутсорсинг.

Инновации в управлении часто напрямую связаны с проблемами безопасности. В частности, технологии, которые внедряются для управления перемещением персонала и оборудования, способствуют не только безопасности на работе, но и повышают управляемость производства и связывают вопросы геологии, технологии, обработки, качества и логистики.

Переработка угля относится к категории стратегически важных направлений, как для развития угольной отрасли, так и для всей энергосистемы страны. Фактически, речь идет об отказе России от экспорта сырья в пользу производства и экспорта продукции с более высокой добавленной стоимостью (топливо, полукокс, уголь с основными продуктами питания и т.д.). Например, в России много дешевого и открытого бурого угля, хотя есть технологии, позволяющие получать на его основе относительно дорогое жидкое топливо.

В целом внедрение вышеуказанных инновационных технологий и проектов в сфере добычи угля позволит значительно повысить производительность труда, улучшить технико-экономические показатели шахт и карьеров, значительно снизить количество аварий и улучшить экологическую ситуацию в регионах.

Новые методы добычи руды

Разработки в области проветривания горных выработок

Главный способ борьбы за создание нормальных условий труда горнорабочих под землей – хорошо организованное проветривание выработок. Организация рационального проветривания урановых рудников и шахт – дело сложное и многогранное, требующее зачастую интуитивных решений и, в первую очередь, научно обоснованного подхода к этому важнейшему производственному процессу. В отличие от других смежных горнодобывающих отраслей здесь преобладающим является радиационный фактор.

За прошедшие годы предложен и целый ряд мероприятий по борьбе с радоном под землей. В их числе разделение отработанного пространства специальными резиновыми перемычками, применение специальных установок – деэмониторов – для удаления радона из шахтных вод в месте их выхода в горную выработку, исключение размещения рабочих мест на исходящей вентиляционной струе, внедрение специальных нерадонообильных систем отработки и многое другое.

Сейсмические и другие исследования

При отработке проектируемого Эльконского урановорудного поля на глубине 600-800 метров от поверхности можно ожидать проявлений горных ударов под землей.

Для прогнозирования этого процесса совместно с учеными Геофического центра РАН предложено создание на поверхности специального геодинамического полигона. Дело в том, что разрушительные последствия горизонтальных подвижек земной коры гораздо опаснее, чем вертикальных. Следить за такими подвижками можно с помощью космической геодезической системы ГЛОНАСС, реагирующей на мельчайшие перемещения специальных металлических реперов, установленных в скальных породах на земной поверхности.

К этим исследованиям логично примыкают и проводимые в настоящее время инженерно-сейсмические изыскания, нацеленные на определение сейсмической опасности (балльности) площадок Эльконского горно-металлургического комбината, предложенных для строительства.

В последнее время в институте начало развиваться горнотехническое компьютерное моделирование, позволяющее видеть практически все технологические процессы горного производства и спроектировать или откорректировать их на математической модели.

Радиационные технологии

К ним также следует отнести:

Автор

Читайте также: