Боги и человек (статьи)

Над зумпфом должен сидеть машинист и не на секунду не выпускать из виду уровень пульпы в зумпфе. Как только уровень станет критически высоким, опасным затоплением электродвигателя, он должен немедленно отключить электродвигатель от сети, а выключается он не бытовым выключателем, а высоковольтной масляной ячейкой, весом в полторы тонны, а рукоятка у него напоминает большой лом, крутить которую не каждому под силу. И в мире нет человека, который бы не задремал ночью под равномерный шум агрегата, хотя бы на минуту. Выключив электродвигатель, машинист сразу должен был подумать о своем спасении, чтобы не утонуть в прибывающей пульпе, которая прибывает со скоростью по четверти кубометра, по 25 ведер, в секунду.

Но и это еще не все. Если уровень в зумпфе станет уменьшаться (где–то произошла ее остановка в пути из–за забучивания желобов), это тоже очень плохо при применении «гордости науки» очень высоконапорного углесоса, сделанного вопреки здравому смыслу и физической природе процесса. Как только уровень в зумпфе стал меньше высоты всасывания, т.е. 2 метров от оси углесоса, происходит, так называемый, срыв вакуума, разрыв потока, многотонный углесос начинает трясти от кавитации, происходит гидравлический удар, лопатки ломаются, в результате опять затопление и опасность короткого замыкания мощности в 1600 киловатт.

Вот какая плата за «техническое решение» повышения напора углесоса против природы его работы. «Конструкторы» не остановились ни перед чем, даже перед опасностью для жизни рабочих и страшнейшей аварии. Что, они не соображали, что творят? Очень сомневаюсь. Как сказал еще один еврей, заместитель директора ВНИИгидроугля, теперь уже покойный Эрих Борисович Голланд: «Нам надо натолкать побольше гидрошахт в стране, чтобы поставить всех перед фактом их существования, а потом займемся их доработкой». Несколько цинично, но откровенно. Если признать возможным, например, создание хорошего углесоса на неверно выбранном физическом принципе его работы. Физика не идеология, не меняется.

Механик Гонилов выбросил один из трех установленных по проекту ВНИИгидроугля углесосов (рабочий, резервный и «в ремонте»), оставив два: рабочий и резервный, чем ухудшил себе жизнь, так как ремонты пришлось производить сверх скоро. А на оставшемся свободным фундаменте установил бустерный землесос ЗГМ–3м с числом оборотов 750 в минуту и высотой всасывания из–за этого 6 метров. Бустер подавал пульпу в оставшиеся два углесоса попеременно, чем тоже не улучшил ремонт, а себе жизнь, т.к. землесос вообще был без резерва. Но этим действием он ликвидировал во многом большую опасность, а своим возросшим рабочим временем он не особенно был угнетен.

Как водится, «ученые» быстренько присвоили себе и это техническое решение Гонилова и в следующих своих проектах беззастенчиво стали его применять. В душе они, конечно, чувствовали свою ущербность и неумение найти приемлемый технический выход, но и опасались последствий уж слишком явного своего просчета, впрочем, вполне бессовестно и опасно пущенного в жизнь ради своего шкурного, в общем–то, интереса.

Стандартная ситуация по гидротранспорту может быть рассмотрена на примере шахт «Байдаевская_Северная» №1 и «Байдаевская–Северная №2, позднее объединенных в одну шахту «Юбилейная». Гидротранспорт по трубопроводам осуществляется из зумпфа на «дне» шахты по стволу, затем по поверхности на 10–11 километров до Центральной обогатительной фабрики «Кузнецкая», откуда уже обогащенный, обезвоженный и высушенный уголь поступает по ленточному конвейеру на коксохимпроизводство, на Западно–Сибирский металлургический комбинат. Со «дна» шахты его выкачивают одноступенчатый землесос и двухступенчатый (два последовательно соединенных патрубком рабочих колеса ) углесос, труба от которого на поверхности заведена в другой двухступенчатый углесос, который и доставляет пульпу до фабрики. Непрерывное гидравлическое соединение трех машин позволяет не потерять излишний напор при переходе от одной машины к другой, что произошло бы, если их соединить через какую–либо емкость. Но прямое соединение трех машин делает менее надежной их систему. Если надежность каждой машины равна 0.8, то надежность всей системы из трех машин составит 0.8 х 0.8 х 0.8 = 0.5, т.е. очень низкая: половину времени система должна быть «в отказе». Поэтому имеется 100–процентный резерв у углесосов, землесос, как надежная машина работает без резерва. Таким образом, надежность системы достигает ориентировочно 100 процентов. Но надежностью должен обладать и сам трубопровод, изнашивающийся и отказывающий, как и все остальное. К нему мы и приступим.

Как выше было сказано, толщина стенки трубопровода составляла 17 мм при необходимой по давлению в трубопроводе 5 мм. Это не просто лишний расход металла, а строгая необходимость – трубы изнашиваются на глазах. Каждые 80–100 тысяч тонн пропущенного по трубе угля «съедают» 1 мм диаметра трубы в нижней ее части. Каждая труба в год пропускает около миллиона тонн угля, значит, толщина ее стенки уменьшается на 11 мм из 17 мм. Другими словами, срок службы трубы составляет год, а горячекатаные высоконапорные трубы такого диаметра очень дороги. Износ трубы происходит узкой полосой, по ее нижней части, и этот факт помог решить вопрос до некоторой степени. После года работы сваренный трубопровод резали на отрезки по 40–50 метров и поворачивали на 120 градусов, а потом опять сваривали, заменяя при этом все колена на поворотах, не подлежащие развороту. Через год операция повторялась, через три года вся труба заменялась на новую, опять на три года. Если бы, например, железнодорожные рельсы и шпалы менялись на новые с такой же периодичностью, то, наверное, Стефенсон не был бы известен истории. Эта постоянная тягомотина очень дестабилизировала работу гидрошахт и являлась причиной многочисленных аварий, происходивших от разрыва труб и забучивания их углем после места утечки воды. Теоретически стенка в 5 мм должна была держать напор, но трубы попадались с браком, износ в каком–то специфическом месте оказывался больше расчетного, поэтому трубы разрывались непредсказуемо, а пульпа попадала в ручьи, а затем в реки, загрязняя их. Тем боле, что на обогатительной фабрике в качестве флотореагента при обогащении флотацией применялся керосин с химическими добавками и при оборотном технологическом водоснабжении попадал снова в пульпу.

Причиной колоссального износа труб, задвижек и углесосов являлась все та же «малооперационность и непрерывность» технологии, в которую требовалось верить, а не обсуждать. Ведь гидротранспортировался практически рядовой уголь, ограниченный верхним размером зерна 100 мм, чтобы кусок проходил в колесо углесоса. Первые же опыты показали, что надо бы уменьшить предельный размер зерен пульпы, скажем, до трех миллиметров и тогда бы куча неразрешимых и, в конечном счете, приведших к краху технологии, проблем были бы автоматически разрешены. Но ученые «идеологи» смертно стояли на малооперационности технологического процесса. Можно было бы поставить простой грохот перед зумпфом, куда поступала пульпа самотеком, и надрешетный продукт отправить из шахты традиционным способом в скипах, а затем в железнодорожных вагонах. Тогда не пришлось бы выдумывать идиотские высоконапорные углесосы, трубы бы служили практически вечно. Можно было бы вместо углесосов применить те же самые многоступенчатые центробежные насосы, которые подавали высоконапорную воду в шахту. Но тогда бы гидравлическая технология была бы простой добавкой к уже давно существующей «сухой» технологии, чего «основоположники» никак допустить не могли. По их мнению, весь мир должен был от многовековой традиции отказаться и единодушно перейти к «их» технологии. Воистину человек не знает, что творит.

Гидротранспорт угля с диаметром частиц менее трех миллиметров в трубах в гидравлическом смысле мало бы отличался от перекачки чистой воды. Кусочки такие бы не тащились по дну трубы, как крупные частицы, изнашивая его, а «сальтировали» под действием турбулентности потока. То есть, частицы, ударившись о дно, подпрыгивали бы и большую часть пути пролетали бы во взвешенном состоянии, затем на долю секунды, снова ударившись о дно, опять взвешивались в потоке. Для того чтобы тащить по дну крупные частицы угля надо иметь довольно высокую скорость потока воды. Но ведь вся пустая порода, без попутной (по необходимости) выемки которой не обходится ни одна шахта в мире, все по той же пресловутой «однооперационности–малооперационности» также выдавалась совместно с углем, а не отдельно как на обычных шахтах. Тем самым создавалась «экономия» на горных работах по сравнению с традиционными шахтами, но эта псевдоэкономия потом сказывалась дополнительными затратами при обогащении угля, так как приходилось извлекать из угля намного (процентов на 10–15) большее количество породы и куда–то ее девать. Переложив на себестоимость обогащения свою «экономию», «основоположники» делали вид, что этот детский фокус никто не разгадает.

Но не в этом сейчас дело. Дело в том, что для протаскивания по дну гидроуглепровода большого куска породы требовалось в два с половиной раза большее усилие, чем для протаскивания угля. Значит, скорость воды должна быть соответственно большая, а потери напора на гидротранспортирование уже в квадрате зависят от скорости воды, а значит и расход электроэнергии, и износ самого трубопровода. В общем, дурь сплошная в угоду отвлеченной от жизни идее, чисто пропагандистской, рассчитанной на прямых дураков. Весь персонал института ВНИИгидроуголь был вымуштрован основоположником на «заповедях» типа «однооперационности» и многих других, таких как «малооперационность», «непрерывность», «универсальность» и на табу, неисполнение которых каралось или не продвижением по службе, или непредставлением возможности заниматься диссертацией, или открытым пренебрежением и насмешками «основателя», а заканчивалось неотвратимым увольнением. Ставший «стабильным», коллектив был вымуштрован и послушен, назубок знал как «заповеди», так и «табу» и только «славил» своего «учителя». В конечном счете, все это закончилось плачевно. Самого «основоположника» вышестоящие начальники, которым он надоел своей «манией величия», выгнали из института, а технология «приказала долго жить», а вместе с ней и все разумное, что в ней имелось. Жалко конечно. Я, наверное, не доживу до того, когда Березовского постигнет та же участь, но вряд ли от него останется что–нибудь разумное, кроме, разумеется, денег. Но это я так сказать, отвлекся.

Проблемы обогащения–обезвоживания угля после его гидродобычи

Тащить по дну крупный кусок угля, как сказано выше, приводит к повышенным затратам энергии, но энергия не исчезает, она превращается в работу, работу по истиранию угля в тонкий порошок. Уголь хрупок, но разрушается на очень острогранные куски, такова его природа. После трубопровода эти куски становятся кругленькими как речная или морская галька. Все лишнее превратилось в тонкую пыль. Крупные куски становятся более округлыми, так как волочатся по дну. Мелкие куски менее подвержены окатыванию, так как большую часть пути они находились во взвешенном состоянии. То же самое наблюдается и при самотечном гидротранспорте, в открытом потоке в желобах.

Проследим путь угля при гидротранспорте с точки зрения его измельчаемости. Как я уже отметил, уголь хрупок, а куски его, отбитые от забоя, острогранны. При самотечном гидротранспорте острые грани и углы истираются в тонкую пыль и кусочки приходят к камере гидроподъема окатанные как гальки. Перед зумпфом стоит молотковая дробилка с классификационной решеткой 100 х100 мм. Дробление происходит ударом молотков, при этом под удары попадают практически все кусочки угля, и мелкие, и крупные, так как обороты дробилки высоки, 1000 оборотов в минуту. При скорости пульпы 4 метра в секунду она находится в дробилке диаметром 0.8 метра 0.2 секунды. За 0.2 секунды ротор дробилки сделает более 3 оборотов. На роторе насажано 4 ряда молотков. Таким образом, по каждому кусочку угля, прежде чем он выскочит сквозь решетку, теоретически придется 12 ударов молотком дробилки, причем по всем кусочкам, и требующим дробления, и не требующим.