сообщить о нарушении
Текущая страница: 54 (всего у книги 93 страниц)
Много позднее, в 1973 году я поступил в заочную аспирантуру. Руководителем у меня был бывший начальник блока №4 Яновского гидрорудника еврей Маркус. Гидрорудник к этому времени перестроили на обычную «сухую», как тогда мы говорили, технологию, а начальник гидроблока работал уже в головном институте, Институте горного дела им. Скочинского, занимая должность старшего научного сотрудника лаборатории гидравлического разрушения угля и горных пород. В Донбассе так хорошо помнили историю с внезапной остановкой гидрорудника, когда так не хватало стране угля, что больше никогда не строили гидрошахты. А институт УкрНИИгидроуголь и по сей день, поди, существует, если Кучма его не разогнал за ненадобностью. Коммунисты же никогда не исправляют своих ошибок, очень гордые и самолюбивые. Поэтому с 1963 года гидрошахт в Донбассе нет, а институт, «развивающий эту технологию» есть. Гидрошахту перепроектируют на «сухую» технологию, а в это время в головном горном институте учреждают лабораторию гидравлического разрушения угля и горных пород. Безработицы тогда не было.
Бывший начальник всего Яновского гидрорудника, включая обогатительную фабрику, еврей Экбер, «окопался» в Минуглепроме СССР заведующим отделом гидродобычи угля и мы с ним еще встретимся неоднократно. Тоже любопытно. В 1986 году министр угольной промышленности Щадов, ярый противник гидродобычи, практически разогнал рассадник ее – производственное объединение по гидродобыче угля Гидроуголь в Кузбассе с входящим в него нашим старым знакомым – институтом ВНИИгидроуголь, но ни институт, ни свой отдел в министерстве не упразднил, пусть играют.
Вернусь к своей аспирантуре. Я по образованию был гидродобытчик и поэтому обязан был любить свою специальность. В общем, так оно и было, но мне не мешало это видеть ее недостатки и стараться их нейтрализовать или уменьшить их влияние. Поэтому я выбрал темой своей диссертации технологию гидротранспорта: исследование и совершенствование его технологических схем. Самым главным для меня было примирить противоречия между размерами шахтного поля и возможностью применения безнапорного (самотечного) гидротранспорта угля в открытом водо–угольном потоке по стальным желобам. Мне нужно было честное экономическое решение, без примеси пустой идеологии.
Несравненное преимущество технологии гидродобычи – это применение самотечного гидротранспорта, когда отбитый водой же уголь, смешиваясь с ней, самотеком поступал куда надо. Этим ликвидировалась очень трудоемкая ручная операция погрузки (навалки) угля на конвейер, а сам конвейер с его приводом, электромотором, пусковой электроаппаратурой, сопоставимыми по весу с его линейной частью, заменялся металлическими листами, согнутыми в форме корыта. Это было несомненным достижением, если принять во внимание, что конвейер был не один, а целая их система, надежность которой была очень низка по сравнению с самотечным гидротранспортом. Отступать от этой системы я не собирался.
В то же время сотни научных трудов многих поколений ученых–горняков установили твердые параметры размеров шахтного поля в зависимости от горно–геологических условий, капитальных вложений на строительство шахты и эксплуатационных затрат на добычу угля или иного полезного ископаемого. Эти научно–экономические труды я не мог подвергнуть сомнению, а тем более, игнорированию на основе «идеологии», выросшей на совершенно пустом месте, без всяких экономических соображений и расчетов. Просто «основатель» сказал, что его технология малооперационна, а, значит, выгодна, никак не доказывая этого. Это было не честно. Я вывел несколько формул, которые помогали на начальном этапе проектирования сравнить возможные размеры шахтного поля при гидродобыче с полным самотечным гидротранспортом до главного ствола и размеры шахты с традиционной технологией добычи. Выведенные формулы позволили установить для десятков всевозможных условий, что самотечный гидротранспорт по всему шахтному полю в принципе невозможен. Он приводит к перечеркиванию всей горной науки, многочисленным совершенно неоправданным затратам средств, ухудшению условий труда и прочим совершенно неприемлемым последствиям. Только одно из них: комфортность шахтной атмосферы для рабочих.
КПД насосов, подающих в шахту технологическую воду под давлением 100–140 атмосфер для гидроотбойки угля, не превышает 70–75 процентов. Мощность синхронного электродвигателя насоса для трех гидромониторов равна 3500 киловатт, около тысячи из которых превращаются в тепло и передаются воде, поступающей в забой. В забое стоит пар и жара как в бане. Но это надо как–то пережить, потому, что лежит в самой основе технологии. Если в забой поступает свежий холодный воздух, негативное влияние указанного фактора резко снижается, практически компенсируется полностью, ибо «баня» непрерывно и интенсивно проветривается в самые жаркие летние дни воздухом с температурой не выше температуры глубокого погреба. Но весь воздух, поступающий в забои, проходит навстречу потоку пульпы в желобах, движущихся навстречу друг к другу, нигде не минуя друг друга. Теплоемкость пульпы в сотни раз выше теплоемкости воздуха, а турбулентность ее потока настолько велика, что воздух быстро воспринимает тепло пульпы и горячим, а самое главное сверхвлажным, поступает в забой. Относительная влажность воздуха, таким образом, всегда максимальна, т.е. 100 процентов. Поэтому влажность воздуха в гидрошахтах санитарная служба вынуждена измерять не относительную, а абсолютную, в граммах на кубометр воздуха. При нескольких граммах на кубометр относительная влажность уже составляет 100 процентов, но она может и дальше расти по содержанию паров воды до тех пор, пока воздух и вода настолько перемешаются, что уровень воды исчезает и все превращается в сплошное облако, жить в котором просто невозможно. Ученые медики доказали, что высокая влажность это главная вредная для организма составляющая, а вовсе не жара. Сухую жару в сауне любители переносят даже с удовольствием. Только это одно, не говоря уже о других отрицательных последствиях самотечного гидротранспорта в пределах всего шахтного поля, должна была хотя бы насторожить «основателя», но он и это «не заметил» в угоду своей идее «малооперационности».
Но мне–то было плевать на эту идею. Я хотел сделать технологию приемлемой для человека и экономики. Согласно моим расчетам оптимальности, самотечный гидротранспорт мог быть применен, грубо говоря, только в пределах выемочного участка шахты. На остальном, подавляющем протяжении основных горных выработок должен был быть осуществлен напорный гидротранспорт по трубопроводам. Противоречия примирены, рекомендации к оптимальному проектированию разработаны и, довольный собой, я направился с первой главой своей диссертации к своему научному руководителю. Такого «разноса» я не претерпевал даже при невыполнении «плана добычи угля», что иногда случалось в моей практике. Руководитель–еврей Маркус распалился настолько, что «тыкал» мне в стенах академического института как при базарной склоке, говорил, что я, такой–сякой, нарушаю «принцип учителя», чуть не назвал врагом народа, хотя и намекнул на этот счет. Такие как я недостойны, называться представителями нового направления, которое перевернет в скором времени все представления о подземной добыче угля. Главу велел порвать, никому не показывая. Из этого я сделал свой первый вывод, что попал по больному месту в технологии и что для «них» лучше замалчивать, чем решать возникающие проблемы. Я работал в это время заместителем главного инженера шахты, и спорить с «большими учеными» еще не научился. Вторым моим выводом было то, что, замалчивая, но, не решая проблемы, технологию не сделаешь действительным достоянием человечества. Третий вывод я сделал намного позже, что евреям и не надо было делать ее «достоянием человечества». Им ее надо было сделать только «своим достоянием», на период своей конкретной жизни, а дальше, как говорится, хоть трава не расти.
Проблемы гидроотбойки угля
Кроме «однооперационности», трансформировавшейся под давлением неопровержимых фактов в «малооперационность», «основоположник» выдвинул аксиому «универсальности» своей технологии, т.е. простыми словами – она применима везде и всегда, в любых горно–геологических условиях, при любом развитии инфраструктуры угленосного района, умолчав, однако, что для каждой гидрошахты нужна специальная электростанция, говоря гиперболически. Дело в том, что струя гидромонитора действует на угольный забой как кувалда мощностью от 800 до 1700 киловатт, добывая за час от 30 до 100 тонн угля. Горный комбайн при механическом разрушении мощностью 135 киловатт добывает за час от 120 до 360 тонн. Это пример из 80–х годов, годов «зрелости» гидродобычи. Посчитаем. Минимальная энергоемкость гидроотбойки 800 : 100 = 8 кВт–ч/т, максимальная 1700 : 30 = 57 кВт–ч/т, средняя 32.5 кВт–ч/т. Минимальная энергоемкость механической отбойки 135 : 360 = 0.4 кВт–ч/т, максимальная – 135 : 120 = 1.1 кВт–ч/т, средняя 0.75 кВт–ч/т. Впечатляет? Энергоемкость гидроотбойки даже в среднем выше энергоемкости механической отбойки в 43 раза, а по максимальным показателям – в 51 раз! Что только тут не делали два специализированных института и лаборатория головного института горного дела – все тщетно. Да оно в принципе должно быть тщетным. Разве можно равнять по эффективности разрушение кувалдой и разрушение острым кайлом. Ведь не даром наши предки изобрели главный инструмент горняка – кайло, а заостренные скрещенные молоточки в петлицах горняков всех стран – это же обушки–кайла.
Революцию в принципе механического разрушения горных пород и угля произвел в первые послевоенные годы горный слесарь с кузбасской шахты, самоучка без высшего образования, Яков Яковлевич Гуменник, который критически рассмотрел существовавший в то время при конструировании горных комбайнов принцип сверления горных пород и пришел к выводу, что он бесперспективен. До него никто не мог додуматься до этого, и делали очень большое в диаметре сверло, пытаясь сверлить горные выработки диаметром в несколько метров. Впервые сделал это конструктор Могилевский, создав «шнекобуровую машину Могилевского», сокращенно ШБМ. Машина должна была бурить выработку диаметром три метра и весила тонн тридцать. Чтобы усилить давление на забой при бурении, своего веса машины было мало, и конструктор предусмотрел гидравлические домкраты, распиравшие машину в борта проводимой ею выработки. Но как только сверло его машины вгрызалось в породу, сверло намертво сцеплялось с забоем, а вся тридцати тонная громадина, несмотря на распиравшие ее домкраты, начинала вращаться вокруг своей оси, приводя в изумление окружающих ее шахтеров, которые в ужасе отскакивали от нее и бежали, выключать электроэнергию. Только так ее можно было остановить. Опытный образец этого комбайна в 1951 году стоял в бурьяне около Прокопьевского горного техникума, где я учился, и показывал нам тщетность идеи Могилевского.
Слесарь Гуменник рассудил, что разрушение породы должно вестись как кайлом, но не одним кайлом, а одновременно несколькими десятками кайл. При этом каждое кайло соприкасаются с забоем доли секунды, во время удара, а остальное время находятся «на отдыхе», проходя свою траекторию вне соприкосновения с забоем, в воздухе и остывая от теплоты удара. Совершенно точно как это происходит с кайлом в руках забойщика: замах, удар, снова замах и опять удар. Если энергию человека заменить энергией машины, то получится то, что надо. Когда Гуменник пытался рассказать свою идею ученым, они смотрели на него, как на изобретателя вечного двигателя и ухмылялись. Не добившись помощи, он решил построить свой комбайн собственными силами. Он уговорил своего директора шахты (к сожалению, забыл его фамилию), тот дал ему в помощь двух мужиков. Три умельца, без литейного цеха, имея на вооружении только сельский кузнечный горн, небольшой токарный станок и сварочный аппарат, создали первый в мире горнопроходческий комбайн, какой по плечу был разве что заводу Уралмаш, выпускающему лучшие в мире танки времен Великой отечественной войны Т–34. Этот комбайн перекрыл все мировые достижения и стал прототипом по принципу разрушения забоя для всех горных комбайнов мира.
Слесари–энтузиасты, не умея производить инженерные расчеты на прочность валов, подшипников, редукторов и прочих конструкторских деталей машин, воспользовались готовыми конструкциями. В качестве главного редуктора привода рабочего органа они использовали редуктор со списанной врубовой машины, вспомогательные редуктора боковых фрез соорудили из редукторов скребковых шахтных конвейеров. Ходовые редукторы гусеничного хода своей машины изготовили из каких–то редукторов автомобиля УралЗИС и т.д. и т.п. Рабочий орган полностью изготовили сами, проявив чудеса изобретательности, так как надо было найти в скрапе (металлоломе) Кузнецкого металлургического комбината подходящие детали, которые у них «сидели» в голове, а, отнюдь, не были изображены на ватмане или кальке.
Рабочий орган состоял из двух «лучей», вращающихся вокруг своей оси в разные стороны, чтобы компенсировать те реактивные силы, которые так эффективно опрокидывали комбайн Могилевского. Лучи сходились в одной точке, где и получали вращение от подобранного в металлоломе редуктора. На лучи через определенные расстояния были насажаны жестко диски, вращающиеся вместе с валами–лучами. По ободу дисков, с наклоном под 45 градусов в сторону вращения, были закреплены зубки от врубовой машины, служившие каждый одним из нескольких десятков кайл. Собственно, каждый из дисков представлял собой подобие фрезы. Когда один из зубков ударял по забою, остальные зубки вращающейся фрезы «отдыхали». Вот и весь принцип. Комбайн не имел никаких домкратов для распора в бока выработки для создания давления на забой, он двигался просто на гусеницах навстречу забою и этого давления вполне хватало для отбойки угля, так как фрезерное «сверло» сверлило не от напора его на забой, а от многочисленных ударов зубков–кайл. При этом общий вес комбайна составлял всего 5 тонн вместо 30 у его неудачного прототипа.
За отдельные сутки комбайн Гуменника проходил до 200 метров выработки подковообразного поперечного сечения, что в 10–15 раз превышало темпы проходки обычным, ручным, с применением взрывчатых веществ, способом. Началась эра эффективного механического разрушения угля и горных пород. В дальнейшем этот принцип только совершенствовался: придумали более эффективные зубки, улучшили кинематику их движения, применили более износостойкие материалы. Но ученый горный мир Гуменника не принял, он только воспользовался его идеей, сам он не был принят с распростертыми объятиями, ученый мир был очень обижен. Какой–то неуч утер им нос. Министерство обороны создало лабораторию для Гуменника при Институте горного дела им. Скочинского для решений своих военных задач по скрытому «подкопу» под противника. Он что–то для них делал, изобретал. Создавая эту лабораторию в рамках Института горного дела, военные надеялись, что возникнет альянс горняков и гениального самоучки, но надежды их не оправдались. «Ученые» настолько обиделись, что не замечали гения и десятилетия спустя, и он «варился в собственном соку», что не принесло пользы стране, породившей гения разрушения горных пород.
Разрушение угля и горных пород гидравлическим способом при таком положении вещей требовало кардинальнейшего преобразования, но гения гидравлического разрушения не появилось. Физика процесса истечения струи из насадка (сопла) имеет свои законы, преодолеть действие которых не удалось. В начале заманивания в свою технологию членов Политбюро, Мучник говорил, что давление воды перед насадком гидромонитора должно быть 30 атмосфер. После серии экспериментов он сам признал, что надо 60 атмосфер, потом эта цифра увеличилась до 100 атмосфер, но и этого оказалось мало. Начали разрабатывать оборудование для 160 атмосфер, но тут от технологии окончательно отказались, слишком уж она становилась назойливой и все менее эффективной по сравнению с традиционной. Шел 1987 год.
