Роберт Ридель. Записки горного инженера
МАСТЕР ВЗРЫВНОГО ДЕЛА...Недавно созданное Карагандинское производственно-экспериментальное управление (ПЭУ) по буровзрывным работам, где я стал работать, занималось модернизацией взрывных работ на карагандинских шахтах. Работали мы бригадами из трёх человек ( по одному на тогдашнюю восьмичасовую смену). Заключали с шахтой контракт, и, выполнив его за месяц-полтора, переходили на другую шахту, потом на следующую и т. д. Мы обследовали забои, и, с учётом особенностей пород, разрабатывали для них «паспорта буровзрывных работ» - схему расположения и порядок взрывания шпуров, величину зарядов.
Разработкой «паспортов» в нашей группе занимался я (у меня до сих пор хранится мой рабочий блокнот), поэтому я больше всех переживал, когда наш «паспорт» оказывался, скажем так, не совсем удачным. Такое случалось нередко - мы работали на результат и часто шли на риск. Был случай, когда взорванной породой выбило сразу три рамы крепления (две временные и одну постоянную). Проходчики, конечно, злились – пропадал их труд, терялся заработок. Но к концу контракта мы всегда становились друзъями – за одну отпалку их забои подвигались в 1,5 – 1,8 раза больше, чем раньше, а это увеличивало их заработок - им платили с метра проходки.
К началу моей смены я приходил в забой вместе с бригадой. Знакомил проходчиков с новым «паспортом буровзрывых работ», показывал, где и под каким углом бурить шпуры. К концу обуривания приходила запальщица со взрывчаткой и средствами взрывания. Я показывал ей «паспорт», в котором было расписано, в какой шпур какой заряд, и она приступала к заряжанию. В каждый шпур длинной палкой она досылала патроны аммонита, а в последний патрон вставляла электродетонатор. Потом производила забойку – той же палкой осторожно (чтобы не провредить провода) проталкивала в шпур пыжи (глиняные «колбаски»), которые в это время дружно лепила бригада.
Зарядив шпуры и проверив электропроводку, запальщица растягивала провод, газомерщица проверяла содержание метана по длине пламени в керосиновой лампе, и все уходили на безопасное расстояние. Поворот взрывной машинки – и взрыв! Включался вентилятор частичного проветривания (ВЧП), рассеивались желтый дым и серая пыль, и мы шли смотреть, что получилось – на сколько подвинулся забой, не выбило ли крепь, нет ли «отказа» (не взорванного шпура). Если всё в порядке, проходчики ставили временное крепление, и их работа шла дальше.
Хуже всего, когда есть «отказ» - тогда работы останавливаются, рядом бурят шпур – для подрыва «отказа». И ещё неизвестно, как поведёт себя этот «отказ». В управлении уже был несчастный случай с «отказом» - в бригаде, работавшей на Фёдоровском разрезе, не взорвалась одна из скважин. Взрывавшие собрались возле «отказа», посовещались и уже отходили, когда скважина взорвалась. Убить их не убило, а на больничном с перевязками посидеть им пришлось.
Работали мы чаще всего на проходке, но были и в лавах (добычных забоях). Нашу бригаду признали лучшей в управлении, о нашей работе в одной из лав написали в молодёжной газете. В тот раз мы изменили не только схему взрывных работ, но и порядок управления кровлей бутовыми полосами.Перечитываю статью – объём бурения сократился в семь раз, расход взрывчатки - в три раза, добыча угля за смену увеличилась на 35-40 тонн.
Наша работа была, конечно, не простой, но интересной, и этим она мне нравилась. Но случаи были разные. Несколько раз мне приходилось идти по шахте с потухшей лампой («сел» аккумулятор, тогда это часто случалось) – полная темнота, я иду, втянув голову в плечи (на случай удара каской о провисший верхняк), ориентируясь ногой по рельсу. Или с трудом выбирался к стволу по сложной цепи выработок незнакомой мне шахты (а шахты мы меняли часто). И вспоминались перекуры в забое – доставались «тормозки» со снедью, и начинался трёп о том, о сём, с шутками, с розыгрышами...
Я – ПРОЕКТИРОВЩИК
Ещё в техникуме я слышал, с каким уваженим говорили об институте «Карагандагипрошахт». По его проектам построены карагандинские шахты и почти вся тогдашняя Караганда. А ещё хвалили художественную самодеятельность института, которая была лучшей в городе. А его здание с часами и полуколоннами было одним из красивейших в городе. Управление по взрывным работам, куда меня направили после техникума, через год объединили с другой организацией, и нам дали право самим выбирать место работы. Я сразу подумал об этом институте – он мне казался каким-то «храмом науки». Но главным было то, что там работали днём, а по вечерам я мог учиться – в недавно созданном горном институте открыли вечернее отделение.
...В один из декабрьских дней 1954 года я явился к директору института «Карагандагипрошахт» Борису Сергеевичу Курдяеву. он сказал: -Попробуйте зайти в технический отдел, у них там срочная работа. Я подошёл к руководителю этой «срочной работы», Игорю Владимировичу Плавельскому..Предложив стул, он спросил: -Что Вы окончили? Я ответил.Он взял лист бумаги и, написав какую-то формулу, пододвинул мне:-Попробуйте взять первую производную. Высшую математику я проходил три года назад и смотрел на формулу со странным чувством – она решала мою судьбу. Откуда-то вспомнились полузабытые правила высшей математики. И эту чёртову производную я взял! Приняли меня на должность техника, и я с головой окунулся в новую для меня работу.
...Не успели мы закончить эту «срочную работу», как нас, несколько человек, перебросили в горный отдел, где срывались сроки другой «срочной работы». Я был новичок, техник, и доверить мне могли только самую простую, почти техническую работу. Мне поручили нанести шахтные стволы на календарный план отработки нескольких угольных пластов. Выполнив задание, я подошёл к руководителю этой работы, Е. Ф Дику:-Задание я выполнил, но в порядке отработки, по-моему, ошибка – нижние пласты опережают верхние (этого нельзя по условиям безопасности).Чертежи проверили, замечание подтвердилось. Дик, отличавшийся импульсивным характером, накричал на исполнительницу и вернул календари на переделку.
Возможно, что после этого случая, на меня обратили внимание, предложили остаться в горном отделе, пообещали прибавку в зарплате. В техотделе я занимался экономическими расчётами, а здесь - конкретное проектирование, и я, конечно, согласился.
Меня перевели на должность старшего техника и поручили проект горизонта угольной шахты. С шахтами я был знаком, да и в техникуме нас неплохо готовили, но всё это было «вообще». А проектировщику надо знать особенности конкретной шахты, особенно, если она опасна по взрывам метана и угольной пыли (а в Караганде они все опасны), ему должны быть известны многочисленные, жёстко нормированные детали подземных выработок и узлов их сопряжения, да ещё много чего, с чем я ещё не был знаком. Но меня «подстраховывала» руководитель нашей группы (групповод) Мая Николаевна Ан, спокойная кореянка, мне помогали опытные проектировщики, работавшие за соседними чертёжными комбайнами.
Я выполнил большую часть проекта, работал над чертежом околоствольного двора, когда ко мне подошёл начальник горного отдела Сергей Сынгович Квон: -Слушай, Роберт, нам заказали Волынский каменный карьер, а открытчиков у нас мало, да и те заняты Экибастузом. Мы хотим тебе поручить этот проект.-Но я не очень знаком с открытыми работами.-Ничего, тебе ещё надо учиться проектировать, так начинай с карьера.Это был первый мой проект, связанный разработкой полезных ископаемых открытым способом. Пришлось перелопатить десятки книг, поездить по действующим каменным карьерам.
И ещё одна сложность– главный инженер этого проекта (сокращённо ГИП), на несколько месяцев уехала лечиться, и руководить проектом пришлось мне. Опыта у меня, конечно, не было, и решения я принимал больше логически. На карьере должно быть электричество - я выдавал задание на электроснабжение, должна быть связь - я выдавал задания на связь и т. д. Я боялся ошибиться и иногда чуствовал себя щенком, брошенном в воду, чтобы научился плавать. Но я «выплыл» - проект мы закончили. А в глазах коллег я стал настоящим открытчиком.
С этим связан ещё один, уже трагикомичный случай. Проект мы доложили заказчику, и, когда готовили заключительный протокол, ГИП наклонилась ко мне:-Давайте напишем, что вы инженер, а то неудобно...Я растерялся – написать, что я техник, ей было неудобно, а перевести меня на более высокую должность или, хотя бы, поднять мою мизерную зарплату, ей не приходило в голову. Но спорить было себе дороже...Всё это происходило в 1955 году. Открытыми разработками я занимался потом более сорока лет, стал специалистом в этой области. А всё начиналось с многопластового календаря – из-за него меня оставили в горном отделе, где я стал проектировать сначала каменные карьеры, а потом и угольные разрезы.
БЕЗ «МОСКВИЧА» И БЕЗ МИЛЛИОНА
Проектные работы выполнялись тогда в две стадии. Первая - «проектное задание» (ПЗ), по нему определяли стоимость стройки, вторая - «рабочие чертежи» (РЧ), по ним уже строили. Когда в «рабочих чертежах» достигалась экономия затрат по сравнению с «проектным заданием», проектировщики получали премию. Экономия составляла, обычно, два-три, редко более процента, поэтому и суммы премий были небольшими. С этой экономией у меня случилась не совсем обычная история.
В 1956 году мне поручили «рабочие чертежи» разрезной траншеи Карабасского каменного карьера. В «проектном задании» она была очень дорогой, так как проходила по крепким породам и имела длину около двух километров (вскрывала весь склон горы).
Я задал себе вопрос: -А почему весь склон? На карьере используют автотранспорт, и достаточно врезаться на небольшом участке (лишь бы могли развернуться самосвалы).И я предложил стометровую траншею, и не вдоль, а поперёк склона горы.
Идея не всем казалась очевидной. Шуточное ли дело – вместо солидной двухкилометровой траншеи предлагается какой-то огрызок – траншейка, которая короче в двадцать раз.Свою правоту пришлось доказывать во всех институтских инстанциях, и, наконец, меня вызвали к В. Н. Молотилову, главному инженеру института... всё закончилось благополучно – он согласился с моим предложением.Я выполнил чертежи, по ним приступили к строительству.
Но история на этом не закончилась. В конце месяца меня пригласила Мая Николаевна, о которой я уже говорил, в обязанности которой входило и начисление премий:-Ты сократил смету в десять раз, такого у нас ещё не было. Я подсчитала твою премию, получилась сумма, на которую можно купить «Москвич». Но начислить такую сумму никто мне не позволит. Я тут кое-что подправила – премия получилась с твой трёмесячный оклад. Ты не возражаешь? Что я мог ответить? Я, конечно, согласился. Мой оклад был небольшим, соответственно, и премия была не очень крупной. Но я был рад и этому – я был уже семейным и жили мы трудновато.
Летом 1961 года моя вечерняя учёба в институте подходила к концу – оставалась практика, потом дипломный проект. Практику я решил проходить на железорудном карьере Каражал, расположенном где-то в степях Центрального Казахстана.
..я все дни проводил на карьере - спускался на нижние горизонты, знакомился с забоями, где добывают железомарганцевую руду, был на других участках карьера. Материала для дипломных проектов мы собрали достаточно. Во время практики я узнал , что открытым способом месторождение отрабатывается до определённой глубины, ниже переходят на подземный способ. Подземный рудник уже строили, но строительство, как всегда, затягивалось, и были опасения, что оно не успеет к тому времени, когда отработается карьер.
Я написал дипломный проект, в котором показал, что конечную глубину железорудного карьера можно увеличить метров на пятьдесят. Это продлит его работу на несколько лет, которых как раз не хватает до пуска подземного рудника. А при обосновании новой глубины карьера я предложил учитывать, наряду с традиционно учитываемой разницей в себестоимости угля, добытого подземным и открытым способом, ещё и социальные факторы (трудоёмкость работ, травматизм), а также эффективность капиталовложений (на что тогда не обращали внимание – конкурентов не было, всем владело государство). Для учёта последней я разработал формулу. Формула была не сложной, компактной, но она отменяла стоявшую во всех учебниках горного дела.
С обоснованием формулы я обращался на кафедру экономики, к другим экономистам, но от меня прямо-таки шарахались: «Мы не специалисты в этом деле». Показывал коллегам в институте, они со мной соглашались. А вдруг они ошибаются?
Про формулу узнал корреспондент ТАСС по Центральному Казахстану. Он пришёл, сказал, что собирается дать информацию: «Студент предложил новый метод определения глубины открытых разработок». Я не согласился – я не был уверен в своей правоте. Тогда он сказал:- Ну хорошо, эту информацию я дам на заграницу.Я замахал на него – это предложение меня совсем напугало.
Защита дипломного проекта прошла успешно, государственная комиссия «присудила» мне диплом с отличием и рекомендовала к публикации мои материалы. Но я не решился – я наивно считал, что в печати выступают только с «правильными» материалами, проверенными маститыми специалистами. А у меня, получается, какая-то гипотеза...Года через два к нам пришёл какой-то производственник, сказал, что он с железорудного карьера Каражал, и спросил, не можем ли мы помочь обосновать увеличение глубины карьера – ленинградский институт «Гипроруда» (автор проекта) на это не соглашается. Я рассмеялся – возможность такой углубки я уже доказал, и рассказал о выводах дипломного проекта.
В то время были популярны, так называемые, «рацпредложения», за которые иногда выплачивали очень крупные суммы, особенно на производстве. Об этом «госте» я рассказал в Карагандинском совнархозе, и мне сказали, что на карьере, вероятно, готовят рацпредложение:- Подключайтесь, и Вы будете миллионером!Но мой «гость» не появлялся – обошёлся, видно, без меня - ему хватило моих разъяснений...
УСИЛИЯ РЕЗАНИЯ
В конце пятидесятых добыча угля открытым способом стала интенсивно развиваться. В нашем институте создали отдел по проектированию открытых горных работ (ООГР), куда включили специалистов самого разного профиля – горняков, железнодорожников, электромехаников, экономистов и т. д. Мы, «открытчики», оказались как институт в институте, что давало нам самостоятельность – мы сами принимали решения, но и отвечать за них приходилось тоже самим.
Первые годы отдел работал под руководством инженеров, ставших впоследствии крупными руководителями...
В начале шестидесятых учёные из Москвы предложили использовать в Экибастузе роторные экскаваторы, что в несколько раз увеличит мощность угольных разрезов. В союзном Комитете по топливу (его называли «Компот») за идею ухватились, и нам поручили проект сверхмощного разреза с использованием роторных экскаваторов (потом его назвали разрез «Богатырь»).Главным инженером этого проекта (ГИПом) стал Лев Семёнович Винницкий, а меня назначили его заместителем по горной части..
Роторные экскаваторы используют в мире достаточно широко, особенно в Германии, но там их применяют на отработке бурых углей и мягких пород, а в Экибастузе угли каменные и породы твёрдые. Рекомендовавшие их москвичи основывались на испытаниях, проведенных на Бородинском разрезе (в Сибири). Но там тоже бурые угли! Просмотрев материалы испытаний, я, как говорится, схватился за голову – в Экибастузе нужны в три раза большие усилия резания. А за счёт увеличения мощности двигателей достигнуть таких усилий невозможно.
Представилась картина – тысячетонные экскаваторы привезут в Экибастуз, а они не работают. Для меня, отвечавшего в проекте за горную технологию, это была явная тюрьма по тем временам. Надо докапываться – будут ли работать экскаваторы?
Разрез «Богатырь» уникален не только по своей мощности (50 млн. тонн угля в год – это больше, чем добывали все шахты Карагандинского бассейна), но и по многим другим вопросам, и для их решения мы отправились в поездку по научным институтам Союза. Были в Москве, в Ленинграде, в Киеве, но дело было настолько новым, что на многие наши вопросы ответов мы не получили. Но для нас это был тоже результат – мы получали свободу в решениях.
Я допекал учёных вопросами о роторных экскаваторах, спрашивал и про усилия резания. Мне отвечали что-то невразумительное (вроде – «надо ещё поэкспериментировать»), а некоторые стали меня просто избегать. И только в конце поездки один из конструкторов сказал, что показатель «усилия резания», понимаемый как «нагрузка на сантиметр режущей кромки зубьев ковша», применяют в Германии, и оттуда его привёз маститый академик. - Там этот метод имеет смысл – угли там мягкие и зубья широкие, - сказал он, - А на каменных углях такие зубья не применишь, нужны более узкие. И методика нужна другая, но надо выступать против академика...
Для меня после этого многое прояснилось, главное – ширину зубьев надо уменьшать. Уменьшится периметр «режущих кромок» и при той же мощности двигателя нагрузка на один сантиметр возрастёт. А уменьшать ширину зубьев можно почти до нуля (как острие иглы), тогда усилия резания могут возрасти, как говорится, до бесконечности. А уж довести до нужных в Экибастузе величин вполне реально.Возникавшие перед нами проблемы можно было назвать как «впервые в мире». И мы их решали, потому что уверены были в главном – роторные экскаваторы (основное добычное оборудование) работать в Экибастузе будут. Экскаваторов с
«острыми» зубьями тогда ещё не было, даже на бумаге, но мы были молодые и не боялись рисковать.
Время показало, что «осмысленный» наш (а скорее мой) риск оправдался – по нашему проекту разрез был построен, и роторные экскаваторы с «острыми» зубьями успешно работали – сначала приспособленные немецкие, а позднее отечественные, специально сконструированные для крепких углей и пород.Не пойди мы на этот риск и приступив к проекту, как положено, только после создания нужного оборудования (специальных роторных экскаваторов), строительство сверхмощного разреза «Богатырь» отодвинулось бы лет на пять-шесть, а то и больше...
«КОЛУМБОВО ЯЙЦО»
С проблемой качества экибастузских углей я впервые столкнулся при проектировании разреза «Богатырь», когда решался вопрос применения роторных экскаваторов. Роторное колесо экскаватора достигает десяти метров в диаметре, и при отработке сложных угольных пластов часть породных прослоев незбежно будет смешиваться с углём. В отдельных вагонах, как показали расчёты, зольность такой смеси (рядового угля) может достигать 55%. А по действующему стандарту она не должна превышать 41%. Под угрозой оказалась сама возможность применения роторных экскаваторов, теперь по условиям качества угля – оно не отвечало стандарту.
Надо разбираться. На действующем разрезе замерили зольность угля в вагонах, готовых к отправке потребителям, и оказалось, что уголь, который добыт одноковшовыми экскаваторами, имеет такие же максимальные значения, а то и больше. Напрашивался вывод, что максимальная зольность угля связана не с типом добычного экскаватора, а с особенностью отработки сложных угольных пластов.И в обоих случаях зольность не укладывается в стандарт!
Требования стандарта применяют к партии угля, поставляемой потребителю. В Экибастузе партия - это маршрут из 50-60 вагонов. Средняя по партии зольность угля укладывается в норматив (не превышает 41%) – весь уголь считается «стандартным» и его отправляют на электростанцию. Но, если в среднем по маршруту зольность угля равна, например, тем же 41%, то в одних его вагонах (если не в половине) зольность угля будет меньше этой величины, а в других, естественно, больше. Эта вторая часть должна считаться браком, а её отправляют потребителям! И какого качества в ней уголь, никто не знает. Рассказывают, что в маршрут попал вагон пустой породы, а в среднем это прошло...
Уголь на электростанциях используют прямо «с колёс» - выгруженный из вагона, он поступает на шаровую мельницу, где размалывается в порошок. Порошок «вдувают» в топку, и он там горит факелом. В следующем вагоне может оказаться уголь с более высокой зольностью, и, чтобы не ослабло горение, автоматика «подсвечивает» факел – вдувает в него дорогостоящий мазут. Когда всплеск зольности особенно большой, автоматика может не успеть, а это грозит остановкой топки с тяжёлыми последствиями.
Получается, что от повагонной зольности угля, от динамики её колебаний зависит экономика электростанций (расход дорогостоящего мазута) и надёжность их работы. А действующий стандарт её не контролирует и в отдельных вагонах допускает поставку угля любого, даже самого плохого качества. И я вышел с предложением нормировать динамику качества угля и, как первый шаг, включить в стандарт допустимый максимум зольности угля. Изменить действующий стандарт тогда мы не могли, поэтому информацию о возможной зольности угля в вагонах мы напрямую передали в новосибирский «Теплоэнергопроект», работавший над проектами экибастузских электростанций. Как проектировщики проектировщикам...
И ещё - работая над проектом разреза «Богатырь», я понял, что роторные экскаваторы имеют большое преимущество перед одноковшовыми экскаваторами – для них не надо «разваливать“ забой взрывом, поэтому они могут влиять на качество добытого угля, меняя тщательность разделения угольных и породных прослоев при отработке (глубину селекции).
...Прошли годы. В Экибастузском бассейне действует новый стандарт, учитывающий динамику качества угля. Каждый роторный экскаватор имеет паспорт качества добытого угля. Для уменьшения колебаний качества работают усреднительные комплексы, закупленные в Германии и Италии (там их используют в морских портах). Один за другим вводятся новые комплексы. Сегодня в интернете читаю: «На разрезе «Богатырь» введён в эксплуатацию очередной усреднительный комплекс производительностью 12 миллионов тонн угля в год».
А всё началось с моего интереса к проблеме, не интересовавшей ни горняков («качеством угля должны заниматься технологи), ни технологов («добычными работами должны заниматься горняки»).А начальное решение этих проблем - нормировать максимум зольности угля, вроде бы, такое простое, похоже на известную историю с колумбовым яйцом.*) Колумб рассказывал, как открывал Америку. Собеседник пожал плечами: «Всё так просто?». Колумб протянул ему яйцо: «Поставьте на носок». Тот не смог этого сделать. «Это очень просто!» - сказал Колумб и, слегка разбив носок, поставил яйцо.
МОИ АЛГОРИТМЫ
Алгоритм первый (статика). В Экибастузском бассейне разрабатывают очень сложные угольные пласты - при мощности в 150 метров они включает в себя более 300 угольных и породных прослоев от нескольких сантиметров до нескольких метров.
В одном из проектов нам пришлось рассматривать несколько вариантов работы роторных экскаваторов. Они различались глубиной селекции (тщательностью разделения угля и породы в забое), поэтому объём и качество добытого угля у них будут разные. Чтобы определить эту «разность», надо обследовать множество разведочных скважин, учесть мощность и зольность не одной тысячи угольных и породных прослоев. Вручную такое не сделаешь. И я решил использовать входившие тогда в практику, но ещё мало мне знакомые ЭВМ.
В нашем институте была ЭВМ - МИНСК-22. На ней по стандартным программам рассчитывали конструкции, составляли сметы. Но для наших задач программ, конечно, не было. Покопавшись в литературе и поняв логику вычислений, я составил технолого-математический алгоритм, по которому ЭВМ анализировала строение пласта, формировала в нём раздельно отрабатываемые угольные и породные интервалы (комплексы) и определяла объём и зольность добытого угля. Формирование «комплексов» не было простым сложением прослоев. Надо было учитывать их взаимное положение, требование к качеству угля, технические возможности роторного экскаватора и многое другое.
Наши «математики» (из школьных учителей) переложили алгоритм на цифровой язык, подготовили программу расчётов. Программу и исходные данные печатали на телеграфной ленте (это происходило в шестидесятых годах), для этого у нас стояли списанные телеграфные аппараты. Я не работал на ЭВМ, за ней сидели наши «математики», но я хорошо знал свой алгоритм - когда происходили сбои в расчётах (ошибка исходных, не пробито или «запало» отверстие в телеграфной ленте), я находил ошибку по выданным машиной разультатам.Мы приступили к расчётам – обработали большую группу скважин и установили запасы и качество угля при различных вариантах глубины селекции.
Но этим дело не закончилось. В южной части Экибастузского бассейна обнаружили глинозёмсодержащие породы (из них получают алюминий). Минуглепромовские геологи обратились к нам, и я разработал вариант алгоритма для подсчёта запасов глинозёмного сырья на угольном месторождении. ЭВМ выделяла теперь не два, как раньше, а три вида раздельно отрабатываемых комплексов: угольные, породные и глинозёмсодержащие. Для первых двух определялись объёмы и зольность горной массы, для третьего ещё и содержание глинозёма.
Глинозёмное сыръё разведали и на Ангренском угольном месторождении, в Узбекистане. Для него я разработал вариант алгоритма, выделявший уже четыре вида комплексов – угольный, слабоугольный (подлежащий обогащению), породный и глинозёмсодержащий.Алгоритм второй (динамика). Я уже говорил, что зольность экибастузских углей может достигать больших значений. Но каких? И какова динамика этих колебаний? Мой первый алгоритм ответить на это не мог - он решал статическую задачу (что-то вроде «средней температуры по больнице»). Для динамики качества угля я разработал алгоритм, главным элементом которого была имититация процесса отработки забоя роторным экскаватором.
Эта часть алгоритма оказалась самой непростой. Ковши экскаватора описывают сложную траекторию – вращается роторное колесо и поворачивается экскаватор. Что отрабатывают ковши, какой уголь поступает в вагон? Но «погоню» за сложной траекторией ковшей мне удалось заменить исследованием прямой линии, на которой собрана нужная для расчётов информация. В обоснование такой «замены» я не вдаюсь, оно опубликовано в московском журнале «Уголь» (№ 5 за 1973 год).
Исходными для расчётов были сведения о строении угольного пласта (мощность и зольность прослоев), параметры добычных забоев и экскаваторов. ЭВМ устанавливала, какую часть пласта отрабатывает каждый забой, и формировала план отработки всего горизонта. Потом имитировалась отработка всех забоев и горизонта в целом.На выходе мы получали зольность угля в каждом вагоне и в каждом маршруте за рабочую смену, за сутки, за год и за весь период отработки горизонта (обычно, это 2 – 2,5 года).
Материала было много - только вагонов не одна сотня тысяч, и в заключительную часть алгоритма я включил элементы статистической обработки материала. Но дисперсный анализ показался мне недостаточным, я дополнил его обобщённым графиком колебаний качества угля и придумал некоторые приёмы его анализа. Потом оказалось, что я «изобретал велосипед» (сказался недостаток образования) – подобный метод анализа (более, конечно, полный) был описан у Е. C. Венцель, в теории случайных процессов.
Объёмы расчётов были большими, наша МИНСК-22 не справлялась. Но мы нашли выход – в Карагандинском филиале Академии наук стояла более мощная ЭВМ - МИНСК-32, и нам разрешили на ней работать, правда, по ночам. А «математикам» пришлось перейти на перфокарты.Имитационное моделирование дало очень интересные и очень наглядные результаты. С их учётом был принят новый стандарт качества угля, их использовали при многих проектных решениях, таких, как строительство крупных усреднительных комплексов (пропускной способностью до 30 млн. тонн угля в год).
Третий алгоритм (оптимизация). Предыдущие расчёты показали, что глубина селекции (тщательность разделения угля и породы в процессе добычных работ) определяет количество добытого угля и его качество. От объёма добытого угля напрямую зависит его себестоимость, а качество добытого угля влияет на затраты электростанций. И всё вместе это отражается на себестоимости конечного продукта энергетических углей - выработанной электроэнергии.Моей задачей было выбрать такое сочетание затрат разрезов и электростанций, при котором стоимость электроэнергии будет минимальной.
Для решения этой задачи я составил алгоритм, охватывающий весь топливно-энергетический комплекс, куда входили экибастузские разрезы и электростанции Казахстана, Сибири и Урала. Технолого-математическая модель разреза, очень детальная, определяла затраты на добычу угля при разных вариантах глубины селекции. Стоимость перевозки угля и затраты самих электростанций определялись по зависимостям, установленным другими институтами. С учётом этих затрат ЭВМ определяла себестоимость киловаттчаса выработанной электроэнергии в зависимости от качества угля и района его потребления.Расчёты прояснили многое, но главное – было установлено оптимальное «для народного хозйства» (так тогда говорили) качество экибастузского угля и соответствующая ему технология угледобычи
ПУШКИНСКИЙ РУБЛЬ
...Проведенные мной исследования показали, что с качеством угля связана эффективность всего топливно-энергетического комплекса – и угольных разрезов и тепловых электростанций. С материалами исследований я выступал в печати, я изложил их в диссертации (1971 год), в книге «Прогнозирование и оптимизация качества угля на разрезах» (М, Недра, 1980).Среди прочего, я предлагал перейти от сегодняшней, селективной, при которой много угля выбрасывается в отвалы, к валовой технологии добычных работ, когда большая часть пласта вовлекается в добытый уголь.
Эта идея (конечно, не сразу) дошла до московского начальства - она обещала большие выгоды. За неё ухватились, включили в постановление правительства о развитии Экибастузского топливно-энергетического комплекса.Но, чтобы перейти на валовую технологию, надо изменить стандарт качества угля. Новый стандарт разрабатывал другой институт, но по моим материалам, поэтому меня включили в соавторы и предложили самому его отстаивать в Госстандарте СССР. А отстаивать было непросто, он ломал сложившиеся традиции.Новый стандарт качества углей (ГОСТ 8779-79) был утверждён в 1979 году. И уже на следующий год все разрезы бассейна стали переходить на экономичную валовую технологию угледобычи, а геологи стали готовиться к пересчёту запасов угля в недрах.
С кондициями на пересчёт запасов я приехал в ГКЗ СССР (Госкомитет по запасам). Там меня встретили с недоумением, настолько необычны были наши предложения - допустимую зольность угля мы предлагали увеличить почти до зольности пустой породы (с учётом последующего усреднения). Но всё решил председатель ГКЗ, маститый геолог К. В. Миронов. Пригласив меня в кабинет, он сразу уловил суть моих предложений. Кондиции утвердили, и геологи приступили к пересчёту запасов.
... министерство «приладилось» назначать меня председателем комиссий по экспертизе проектов крупных угольных разрезов. Вызывали в Москву, я подбирал экспертов (инженеров, учёных), и около месяца был занят экспертизой. А моя работа в институте стояла! Меня, по возможности, замещали, но работы, связанные с моими исследованиями, были авторские, их никто не знал, и замещать меня было некому.
Следующие нескольких лет я наблюдал, как подтверждались мои прогнозы – производительность экскаваторов по углю выросла на 30-40%, уменьшились затраты на добычу угля (экономия составляла десятки, если не сотни миллионов рублей – один рубль тогда равнялся, примерно, доллару), во много раз сократились потери угля. На породных отвалах, где складировались эти потери, прекратились километровые пожары, от которых задыхался город Экибастуз, и из-за которых опасно было работать – на выгоревших участках проваливались железнодорожные пути, угорали и падали путевые рабочие, в холода гибли сотни птиц, отравленные угарным газом.
Надо сказать, что реализация моих предложений была бы невозможна без активного содействия Дмитрия Павловича Мелехова, одного из технических руководителей объединения «Экибастузуголь». В отличие от многих производственников, он понимал важность взаимодействия с проектировщиками, возможно, ещё и потому, что много лет работал маркшейдером, а эту профессию я отношу к горняцкой элите.И впоследствии многие реализованные идеи, очень серъёзные, мы с ним решали тандемом, дополняя друг друга. . При этом проявлялись его опыт и знания, да ещё характер, который, как говорится, у него был – он происходил из донских казаков.Пересчёт запасов угля закончили в 1987 году. Они выросли, как и по моим расчётам, в полтора раза, на пять миллиардов тонн. Прирост произошёл, как говорится, «на кончике пера» - без дополнительных разведочных работ и в тех же границах.
Сегодня я могу сказать, что мои работы дали толчок к большим преобразованиям в бассейне. О моей роли в этих событиях, о моих исследованиях знали специалисты, знали учёные – среди них у меня был вполне приличный авторитет. Но об этом мало кто знал в нашем министерстве – все эти события приписал себе в заслугу кто-то «наверху». И не удивительно, что никаких поощрений со стороны министерства я не имел, ни моральных, ни материальных. Но меня всё-же «отблагодарили».
Летом 1987 года в Экибастуз приехал Михаил Иванович Щадов, недавно назначенный министр угольной промышленности СССР. С группой руководителей и специалистов, среди которых был и я, министр приехал на разрез «Богатырь». Мы переходили от объекта к объекту – для приезжих всё здесь было необычно, всё интересно. Группа остановилась у одного из экскаваторов, и министру сказали, что местные умельцы что-то там переделали и надо бы дать им премию.-Что-то уж часто у меня просят премии. Вчера вот проектировщики просили...Все заулыбались, некоторые посмотрели в мою сторону (я был единственным здесь проектировщиком). Министр имел ввиду не нас (мы премий не просили), но реплика меня задела и у меня вырвалось: -Какие премии? По моим кондициям запасы выросли на пять миллиардов тонн, а я и рубля не получил!
Министр посмотрел на меня (о приросте запасов угля он, видно, что-то знал) и сказал кому-то:-Принеси-ка мой пиджак (он ко всем обращался на «ты»).Из машины, следовавшей за нами, принесли пиджак. Министр пошарил по карманам, достал заблестевшую на солнце большую монету и, «торжественно» вручив её мне, сказал: -Вот, мы с тобой в расчёте! В первое мгновение я растерялся, мелькнула мысль бросить монету министру в лицо. Но я сдержался и стал её рассматривать – это был новенький юбилейный рубль, посвящённый 150-летию со дня смерти А. С. Пушкина. Ну, что ж, будем считать его подарком, подумал я, и не очень искренно поблагодарил министра.А пушкинская монета лежит в моём столе до сих пор...
https://www.proza.ru/2017/01/15/1355