Страница:
Само обезвоживание мелкого угля, то есть извлечение его из пульпы – практически неразрешимая проблема, во всяком случае, очень дорогая и ненадежная. Уголь с размером зерен меньше 0,06 мм, самый эффективный для форсуночного сжигания, вообще не обезвоживается механическим способом в центрифугах и фильтрах, его можно довести в них только до консистенции густого киселя. Каждую крупинку угля обволакивает водяная пленка, которую удалить можно только термической сушкой. Но термической сушкой можно высушить уголь только с низким содержанием, так называемых, летучих веществ (антрациты, тощие угли, крайне редкие в природе). Большинство же энергетических углей (уголь вроде бы не склоняется и применяется только в единственном числе, но горняки имеют в виду марки угля, называя их угли) содержат летучих веществ от 25 до 40 процентов. В трубах–сушилках или в барабанных сушилках температура достигает 600–800 градусов, только тогда процесс может быть осуществлен индустриальным поточным методом в больших объемах, не в духовке же сушить миллионы тонн? Но при этой температуре летучие вещества, в основном нефтеподобные битумы, смесь из нескольких десятков химических веществ – углеводородов, испаряются и взрываются. Такие угли можно сушить только на солнышке.
Отвлечемся на боковую ветвь проблемы, которую пытались использовать мучниковцы (от Мучник). Так складывается жизнь на Земле, что в большинстве крупных стран мира залежи угля сосредоточены не там, где его жгут. В США, например, основные угольные запасы страны, сосредоточены в штате Вайоминг, но там мало развита индустрия и уголь везут на юг и на запад. В СССР основные запасы угля залегают за Уралом, в западной и восточной Сибири, Казахстане, а использовать его нужно в европейской части страны. При этом после всемирного энергетического кризиса начала восьмидесятых, все были напуганы катастрофическим сокращением разведанных запасов нефти. Появились апокалиптические прогнозы, что нефти хватит всего на несколько десятков лет. Только нефть Западной Сибири и шельфа мирового океана, открытые к этому времени, несколько снизили мрачные ожидания.
Ученые и экономисты рассматривают три варианта перемещения на большие расстояния энергоресурсов. Сверхжелезнодорожная магистраль с шириной колеи 3 метра и емкостью вагона 300–500 тонн, прямая как стрела и минующая все станции и населенные пункты. Сжигание угля на месте его добычи, выработка электроэнергии и передача ее за Урал сверхмощными и сверхвысоковольтными линиями электропередачи. Размол угля до зерен менее 200 микрон (0,2 мм или 200 микрометров), смешивание его с водой и «мылом» в пропорции 1:1, транспортирование этой пасты как по нефтепроводу и сжигание в топках зауральских электростанций без обезвоживания. Такую пасту попробовали сжигать в Германии, США и СССР – в принципе, горит.
Американцы построили опытный трубопровод в штате Огайо, с обезвоживанием после гидротранспорта, получилось дешевле железнодорожного транспорта, потому что трубопровод был прямой, а железная дорога была в обход гор – длиннее. Несколько лет эта система эксплуатировалась, пока железнодорожным компаниям это не надоело (отбивают клиентов) и они не снизили железнодорожный тариф на этом участке. Невыгодный из–за этого гидроуглепровод закрыли. Другой гидроуглепровод американцы построили в пустыню Невада одноименного штата (Блек Меса) также с обезвоживанием угля. Не обезвоживающиеся механическим путем фракции (желе) для пустыни не были проблемой, но тут вмешались экологи, финансируемые железнодорожниками. Самой железной дороги в эту точку пустыни вообще не было. А следом за этим оказалось, что нефти на земле еще много, надо только лучше искать. Соединенные штаты, запроектировавшие к этому времени пять или семь гидроуглепроводов длиной от 2,5 до 5 тыс. километров и производительностью от 25 до 50 млн. тонн в год каждый, отыграли назад – ложная тревога.
Страна Советов, как всегда, чуть отставала. Поэтому, когда американцы свои гидроуглепроводы закрывали, мы только–только готовились сдать в эксплуатацию первую очередь опытно–промышленного гидроуглепровода «Белово–Новосибирск» длиной 250 километров и производительностью 600 тыс. тонн в год для сжигания в необезвоженном виде на ТЭЦ–5. Тут опять требуется отступление.
Начинались 90–е годы, а мы гидродобычу оставили в 70–х. Сталин давно помер, Каганович был жив еще, но не у власти, а давно всеми забытый, на пенсии. Последователи Мучника, труженики ВНИИгидроугля, старались всеми силами примазаться к проектам гидроуглепроводов, создали свою не столько научную, сколько «толкаческую» школу, которая много трезвонила, но научных основ так и не создала, пользовалась исследованиями специалистов–энтузиастов (проф. Трайнис из Института обогащения твердых топлив, проф. Офенгенден из института гидромеханизации строительных работ и т.д.). Кто–то опять прорвался к какому–то члену Политбюро ЦК КПСС, разъяснил старичку как мы отстаем от американцев в этом вопросе, и было опять какое–то решение на высшем уровне. ВНИИгидроуголь назначили генеральным проектировщиком опытно–промышленного гидроуглепровода Белово–Новосибирск.
Но тут опять вмешалось Политбюро, вернее детки его членов. Все детки и внучата членов и кандидатов в эти члены, начиная с сыночка Хрущева Сергея, пристраивались в военно–промышленный комплекс, во внешнюю торговлю (сыночек Брежнева) или, в крайнем случае, в окружавшие их плотным кольцом элитные по зарплате научные институты. Разумеется, среди них умных людей было не больше, чем среди прочего народонаселения Страны Советов. Сыночек председателя Госплана СССР Байбакова тоже там был. Но Рейган со своим астрономическим военным бюджетом на протяжении 8 лет (около 300 миллиардов долларов в год, а у нас сегодня для всей России весь бюджет составляет всего 20 миллиардов) вконец загнал экономику и военно–промышленный комплекс Страны Победившего Социализма, до того, что там начали немного считать деньги и освобождаться от бездарей из семей различных «членов». Среди прочих под эту гребенку попал и сын Байбакова со товарищи. Папа немного поразмыслил и тут же создал для любимого сыночка институт «Транспрогресс». Во вновь испеченном институте почитали книжки и выяснили, что несколько групп энтузиастов, фактически на общественных началах, разработали несколько схем нетрадиционного транспорта:
пневмотранспорт сыпучих измельченных грузов в трубе с помощью сжатого воздуха, известный собственно с прошлого века как пневмопочта;
пневмотранспорт любых грузов в тележках на колесиках, движущихся по тубе (система Лоо в Грузии);
пневмотранспорт бытовых отходов по трубам в измельченном виде;
и, наконец, гидротранспорт тонко измельченных угля, рудных концентратов, стройматериалов.
Институт «Транспрогресс» все эти идеи забрал под свое крыло и принялся неспешно их обдумывать, насколько хватало посредственных мозгов. Не знаю наверное, но по–моему, решение о проектировании гидроуглепровода Белово–Новосибирск непосредственно связано с этим институтом «Транспрогресс». Тем более что из этого института вскоре выделили институт, занимающийся только гидротранспортом угля на большие расстояния – всесоюзный научно–исследовательский и проектный институт «ВНИПИгидроуглепровод», предоставив ему колоссальные материально–технические ресурсы (многие легковые автомобили со специальным гаражом в центре Москвы, тогда как обычный институт имел не более трех автомобилей для директора и его замов, характеризуют «спецснабжение»). В новом институте сконцентрировались самые–самые, а «маму» его оставили умирать, что она вскоре и сделала, что–то о ней не слышно.
Новый институт, прежде всего, разделил обязанности: ВНИИгидроуглю, как генеральному проектировщику, оставили обязанность лазить по горам и полям – делать изыскания в Кузбассе, потом рисовать картинки, а себе оставили «общее руководство» в Москве. Вскоре обнаружилось, что ничего мы сами запроектировать не в состоянии, хотя это и не так. Специалистов в стране по этим вопросам была куча. «Родовитые» мальчишки из ВНИПИгидроуглепровод собрали знаменитых, маститых стариков–профессоров, знатоков предмета, и одним просто нахамили, другим продемонстрировали открытое пренебрежение, третьим устроили другие неприятности. Вскоре корифеи сами отказались сотрудничать с этим институтом. Мой официальный рецензент при защите мной диссертации Виулен Владимирович Трайнис, чьими формулами пользуются во всех случаях расчета гидротранспорта на всех гидрошахтах, сам рассказывал мне об этом.
Освободившись от знатоков дела, молодые, да ранние, заявили, что в СССР нет специалистов для проектирования таких систем и надо обратиться на Запад. А надо сказать, что в те годы побывать за рубежом, вообще, было равнозначно избранию в Госдуму сегодня, а бесплатно побывать и многократно – это равно, наверное, избранию в президенты или назначению в березовские. Элита ВНИПИгидроуглепровода (директор еврей Олофинский) сначала объездила весь мир для того, чтобы установить, кто же может проектировать такие системы. Потом остановились на Италии, на проектно–исследовательской фирме «Снампроджетти», дочерней компании фирмы «СНАМ», продающей газ Газпрома в Италии, в свою очередь, входящую в концерн «ЭНИ», монополист бензозаправок и мотелей «Аджип». Италия, разумеется, очень хорошая страна для «научно–технического» туризма.
«Туристы» препоручили «Снампроджетти» все: и проектирование, и заказы оборудования, там, где они захотят, и разработку технологии. Сами туда ездили, как кремлевские сидельцы на «экскурсии» на наши заводы и колхозы произносить предвыборные речи. Мало того, они начали зарабатывать на своих бредовых идеях. Вот как это происходило. Только один пример, а я их могу привести с десяток, не менее. Группа высокопоставленных работников Министерства угольной промышленности СССР (в частности еврей Борис Яковлевич Экбер, в технологии гидродобычи очень заметный человек, я на нем еще остановлюсь позднее) и института ВНИПигидроуглепровод (еврей Олофинский со товарищи) «изобретают» задвижку (клапан) для трубопровода «Белово–Новосибирск» и получают на нее авторское свидетельство. А в те времена авторское вознаграждение выплачивалось только в том случае, если изобретение «внедрено в производство». Если оно внедрено еще и за рубежом, то выплачивалось дополнительное вознаграждение в валюте или ее суррогате для сети магазинов «Березка», валютных чеках. Поэтому гонцы из Страны Советов «рекомендовали» «Снампроджетти» запроектировать и заказать такие задвижки. «Снампроджетти пыталось их заказать, хотя и видело их техническую абсурдность, в фирме «Петролвелвз» («Нефтяные клапаны» в переводе), в очень солидной фирме. «Петролвелвз» наотрез отказалась их изготавливать, так как берегла свою репутацию, ведь она ставит на своей продукции свое имя. Гонцы настаивали, вплоть до отказа сотрудничать со «Снампроджетти». «Снампроджетти» с ног сбилась в поисках более сговорчивых изготовителей, но тщетно. Пошли на компромисс. Заказали изготовителю буровых насосов, канадской фирме «Ингерсол Ренд», изготовление главных насосов трубопровода, а в «нагрузку» за этот заказ поручили изготовление и злополучных задвижек. С заказами у «Ингерсол Ренд» в то время было плохо, пришлось смириться. Об этом случае мне лично рассказал главный инженер фирмы «Петролвелвз», сын хозяина фирмы (забыл его фамилию) и потом подтвердил руководитель «нашего проекта» в «Снампроджетти» сеньор Тарси. Чему тут удивляться, когда наши торговые «представители» за видеомагнитофон и набор джинсов «не замечали, что им продают зеленые бананы по цене свежей парниковой земляники». Но мы отвлеклись.
Научная мысль, конечно, не остановилась на применении центробежных машин на гидроподъеме крупнокусковой пульпы из гидрошахт. Были разработаны и доведены до промышленного применения в глубоких гидрошахтах Донбасса несколько идей, позволяющих не пропускать через собственно насос крупного угля. Это, так называемые, питатели или загрузочно–обменные аппараты. Насос качает грязную, конечно, воду и от этого сильно изнашивается, но уголь больше миллиметра загружается непосредственно в трубу под давлением, после насоса. Поэтому высоконапорный насос может быть сконструирован, не против физического смысла процесса. Напомним, что сразу за насосом, в шахте глубиной 800 метров, давление в трубе будет не меньше, а больше 80 атмосфер (8 мегапаскалей для любителей системы СИ), так как часть давления уйдет на преодоление сопротивления движению турбулентного потока пульпы в трубопроводе. Конструкций аппаратов, загоняющих куски в трубу под давлением, было выдумано несколько сотен, даже, наверное, тысяч, так как была издана даже книга, полностью состоящая из рисунков таких принципиальных схем, напоминающих конструкции «перпетуум–мобиле» – вечного двигателя, я ее не досмотрел до конца, утомился. Три из них попробовали на практике с таким же успехом, как и модели вечных двигателей. Я на их описании останавливаться не хочу, так как они еще абсурднее, чем центробежные углесосы.
Только одна эта, описанная проблема, должна была остановить «внедрителей» новой технологии, но куда там. Можно было вообще отказаться от гидроподъема из шахт, а обезводить уголь около ствола и выдать его потом традиционным способом – в скипах по стволу в «сухом» виде. Но автор Мучник заявил раз и навсегда, что разработанная им технология «однооперационна», то есть отбил уголь водой, она же его принесла прямо потребителю. Он за несколько десятков лет согласился только на то, что стал называть ее «малооперационной», когда ему все–таки оппоненты подсчитали операции добычи и транспортирования угля по «его способу». Переть против очевидного – довольно типичная черта, если не всех евреев, то советских евреев – точно.
Противоречие между размерами шахтного поля и возможностью осуществления
дешевой гидродобычи угля
Начну с того, зачем вместо одной шахты при гидродобыче надо строить четыре? Чтобы уголь с водой (пульпа, гидросмесь) тек по стальным желобам, надо было горные выработки проходить с наклоном не менее 3, 5 градусов к горизонту при относительно незасоренном породой угле (зольность до 15–20%). При зольности более высокой этот угол увеличивали до 4,5 градусов. Из–за этого горная выработка на каждых ста метрах своей протяженности поднимется над первоначальным уровнем (как говорят маркшейдеры и геодезисты по отметке «Z») в среднем на 7 метров, на километр – на 70 метров, на два – на 140 метров и т.д.
Наглядно это можно представить так. Несколько тетрадок разной толщины поместить между томами разной толщины. Тетради – угольные пласты, тома – межпластовые толщи пустой породы, все вместе – угленосная свита. Эту «свиту» можно расположить по–разному. Горизонтально, наклонно и даже – вертикально, а потом положить в выбранном положении и присыпать глиной, песком и т.д. – это будут молодые, так называемые, третичные и четвертичные отложения (наносы), скрывающие месторождение от всех, кроме геологов, разумеется. Так вот, например, свита пластов угля простиралась на 15 километров, а пласт от пласта отделяло от 40 до 100 метров. От поверхности до пластов было 150–200 метров, далее пласты распространялись в глубину до километра и глубже. Пласты залегали под углом 40–50 градусов к горизонту. Это я описываю первый гидрорудник Донбасса, Яновский гидрорудник недалеко от города Красный луч, который состоял из четырех шахт вместо одной шахты при обычной технологии добычи угля.
Сотни лет горняки вскрывали такое месторождение несколькими вертикальными стволами в центре месторождения, затем от ствола вскрывали горизонтальной (уклон 0,1 -0,2 градуса, т.е. в 20–40 раз меньшим, чем при гидродобыче, только для стока воды к стволу) выработкой – квершлагом, пересекая все пласты на глубине ствола, а затем из квершлага проходили в обе стороны по каждому из пластов штреки до границы месторождения, и обратным ходом, от конца штреков – к стволу, извлекали из пластов уголь. Стволы, как правило, проходили не на всю глубину месторождения сразу, а разрабатывали его слоями, т.е. проходили стволы, чтобы «захватить» слой от ста до двухсот метров. Затем, после отработки первого слоя стволы углубляли или проходили новые стволы, и все повторялось. Если такую схему осуществить при гидродобыче, то длина штреков в данном случае будет 7,5 километра, а подъем их к горизонту составит 7,5 х 70 = 525 метров. Средняя же высота слоя – этажа составляет 150 метров. Расчет (150 : 70 = 2,14) показывает, что через два с небольшим километра штрек выйдет из пласта под наносы. Другими словами, только при четвертой углубке стволов можно будет добраться до границы шахтного поля. Первоначальная же проходка стволов позволит вскрыть теоретически менее 28 процентов всех запасов, а фактически – еще меньше, всего около 14 процентов из–за «выклинивания» запасов под штреками, в то время как традиционная технология – чуть меньше 100 процентов.
Поэтому – то и решили изобретатели новой технологии строить четыре шахты вместо одной. Но одна шахта стоит грубо в четыре раза дешевле четырех. Поэтому решили строить дешевые четыре, чтобы приблизиться по стоимости к одной с нормальной ценой. На дешевой шахте я и проходил практику. Там все было дешевое. Наклонные стволы вместо вертикальных, что делало проблематичным не только доставку материалов в шахту, но даже доставку туда рабочих и воздуха для проветривания. Вместо административно–бытового комплекса была жалкая деревянная «халабуда» типа барака, мощность трансформаторной подстанции не давала возможности расширения производства, а совместный гидротранспорт угля и породы на обогатительную фабрику по одним и тем же трубам в отличие от «сухой» шахты с раздельной выдачей их, настолько осложнил проведение выработок, что перестали выполнять «железное» правило шахтеров: сколько угля вынули, столько должны за это время подготовить к выемке проведением подготовительных выработок, которое осуществлялось с «присечкой» породы из–за малой мощности пластов. В результате обогатительная фабрика захлебывалась с обогащением угля, так как в нем было больше породы, чем самого угля. Выход нашли быстро, перестали готовить, так называемый очистный фронт, т.е. проходить выработки практически вообще. Себестоимость добычи резко снизилась, производительность труда фантастически возросла. Гидрорудник загремел во всех средствах массовой информации как предприятие высокого коммунистического труда, а новая технология, как «панацея» в горном деле для всех времен и народов, сейчас и впредь. Ввели в заблуждение даже ряд стран, которые тоже понастроили опытных гидрошахт, но быстро разобрались и прекратили это дело, а мы еще долго боролись, и я в том числе, с ретроградами и противниками «нового», до самой перестройки и некоторое время в течение ее.
Но сказка эта продолжалась недолго. Подготовленные к выемке запасы угля закончились, и в один прекрасный день гидрорудник вдруг остановился, как вкопанный: ни угля, ни породы. Докопались, как говорится, до дна. В министерстве – громкий скандал, в ЦК КПСС – тоже, корреспонденты испарились. Но министерство, оберегая себя: как могли допустить? выделило денег, и начали готовить новый очистный фронт, не выдавая ни грамма угля, ввели «скоростные методы», другими словами, снизили нормы и увеличили расценки, чтобы заинтересовать работников. В это время, в 1963 году я оказался там, на преддипломной практике с несколькими однокашниками.
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».
Отвлечемся на боковую ветвь проблемы, которую пытались использовать мучниковцы (от Мучник). Так складывается жизнь на Земле, что в большинстве крупных стран мира залежи угля сосредоточены не там, где его жгут. В США, например, основные угольные запасы страны, сосредоточены в штате Вайоминг, но там мало развита индустрия и уголь везут на юг и на запад. В СССР основные запасы угля залегают за Уралом, в западной и восточной Сибири, Казахстане, а использовать его нужно в европейской части страны. При этом после всемирного энергетического кризиса начала восьмидесятых, все были напуганы катастрофическим сокращением разведанных запасов нефти. Появились апокалиптические прогнозы, что нефти хватит всего на несколько десятков лет. Только нефть Западной Сибири и шельфа мирового океана, открытые к этому времени, несколько снизили мрачные ожидания.
Ученые и экономисты рассматривают три варианта перемещения на большие расстояния энергоресурсов. Сверхжелезнодорожная магистраль с шириной колеи 3 метра и емкостью вагона 300–500 тонн, прямая как стрела и минующая все станции и населенные пункты. Сжигание угля на месте его добычи, выработка электроэнергии и передача ее за Урал сверхмощными и сверхвысоковольтными линиями электропередачи. Размол угля до зерен менее 200 микрон (0,2 мм или 200 микрометров), смешивание его с водой и «мылом» в пропорции 1:1, транспортирование этой пасты как по нефтепроводу и сжигание в топках зауральских электростанций без обезвоживания. Такую пасту попробовали сжигать в Германии, США и СССР – в принципе, горит.
Американцы построили опытный трубопровод в штате Огайо, с обезвоживанием после гидротранспорта, получилось дешевле железнодорожного транспорта, потому что трубопровод был прямой, а железная дорога была в обход гор – длиннее. Несколько лет эта система эксплуатировалась, пока железнодорожным компаниям это не надоело (отбивают клиентов) и они не снизили железнодорожный тариф на этом участке. Невыгодный из–за этого гидроуглепровод закрыли. Другой гидроуглепровод американцы построили в пустыню Невада одноименного штата (Блек Меса) также с обезвоживанием угля. Не обезвоживающиеся механическим путем фракции (желе) для пустыни не были проблемой, но тут вмешались экологи, финансируемые железнодорожниками. Самой железной дороги в эту точку пустыни вообще не было. А следом за этим оказалось, что нефти на земле еще много, надо только лучше искать. Соединенные штаты, запроектировавшие к этому времени пять или семь гидроуглепроводов длиной от 2,5 до 5 тыс. километров и производительностью от 25 до 50 млн. тонн в год каждый, отыграли назад – ложная тревога.
Страна Советов, как всегда, чуть отставала. Поэтому, когда американцы свои гидроуглепроводы закрывали, мы только–только готовились сдать в эксплуатацию первую очередь опытно–промышленного гидроуглепровода «Белово–Новосибирск» длиной 250 километров и производительностью 600 тыс. тонн в год для сжигания в необезвоженном виде на ТЭЦ–5. Тут опять требуется отступление.
Начинались 90–е годы, а мы гидродобычу оставили в 70–х. Сталин давно помер, Каганович был жив еще, но не у власти, а давно всеми забытый, на пенсии. Последователи Мучника, труженики ВНИИгидроугля, старались всеми силами примазаться к проектам гидроуглепроводов, создали свою не столько научную, сколько «толкаческую» школу, которая много трезвонила, но научных основ так и не создала, пользовалась исследованиями специалистов–энтузиастов (проф. Трайнис из Института обогащения твердых топлив, проф. Офенгенден из института гидромеханизации строительных работ и т.д.). Кто–то опять прорвался к какому–то члену Политбюро ЦК КПСС, разъяснил старичку как мы отстаем от американцев в этом вопросе, и было опять какое–то решение на высшем уровне. ВНИИгидроуголь назначили генеральным проектировщиком опытно–промышленного гидроуглепровода Белово–Новосибирск.
Но тут опять вмешалось Политбюро, вернее детки его членов. Все детки и внучата членов и кандидатов в эти члены, начиная с сыночка Хрущева Сергея, пристраивались в военно–промышленный комплекс, во внешнюю торговлю (сыночек Брежнева) или, в крайнем случае, в окружавшие их плотным кольцом элитные по зарплате научные институты. Разумеется, среди них умных людей было не больше, чем среди прочего народонаселения Страны Советов. Сыночек председателя Госплана СССР Байбакова тоже там был. Но Рейган со своим астрономическим военным бюджетом на протяжении 8 лет (около 300 миллиардов долларов в год, а у нас сегодня для всей России весь бюджет составляет всего 20 миллиардов) вконец загнал экономику и военно–промышленный комплекс Страны Победившего Социализма, до того, что там начали немного считать деньги и освобождаться от бездарей из семей различных «членов». Среди прочих под эту гребенку попал и сын Байбакова со товарищи. Папа немного поразмыслил и тут же создал для любимого сыночка институт «Транспрогресс». Во вновь испеченном институте почитали книжки и выяснили, что несколько групп энтузиастов, фактически на общественных началах, разработали несколько схем нетрадиционного транспорта:
пневмотранспорт сыпучих измельченных грузов в трубе с помощью сжатого воздуха, известный собственно с прошлого века как пневмопочта;
пневмотранспорт любых грузов в тележках на колесиках, движущихся по тубе (система Лоо в Грузии);
пневмотранспорт бытовых отходов по трубам в измельченном виде;
и, наконец, гидротранспорт тонко измельченных угля, рудных концентратов, стройматериалов.
Институт «Транспрогресс» все эти идеи забрал под свое крыло и принялся неспешно их обдумывать, насколько хватало посредственных мозгов. Не знаю наверное, но по–моему, решение о проектировании гидроуглепровода Белово–Новосибирск непосредственно связано с этим институтом «Транспрогресс». Тем более что из этого института вскоре выделили институт, занимающийся только гидротранспортом угля на большие расстояния – всесоюзный научно–исследовательский и проектный институт «ВНИПИгидроуглепровод», предоставив ему колоссальные материально–технические ресурсы (многие легковые автомобили со специальным гаражом в центре Москвы, тогда как обычный институт имел не более трех автомобилей для директора и его замов, характеризуют «спецснабжение»). В новом институте сконцентрировались самые–самые, а «маму» его оставили умирать, что она вскоре и сделала, что–то о ней не слышно.
Новый институт, прежде всего, разделил обязанности: ВНИИгидроуглю, как генеральному проектировщику, оставили обязанность лазить по горам и полям – делать изыскания в Кузбассе, потом рисовать картинки, а себе оставили «общее руководство» в Москве. Вскоре обнаружилось, что ничего мы сами запроектировать не в состоянии, хотя это и не так. Специалистов в стране по этим вопросам была куча. «Родовитые» мальчишки из ВНИПИгидроуглепровод собрали знаменитых, маститых стариков–профессоров, знатоков предмета, и одним просто нахамили, другим продемонстрировали открытое пренебрежение, третьим устроили другие неприятности. Вскоре корифеи сами отказались сотрудничать с этим институтом. Мой официальный рецензент при защите мной диссертации Виулен Владимирович Трайнис, чьими формулами пользуются во всех случаях расчета гидротранспорта на всех гидрошахтах, сам рассказывал мне об этом.
Освободившись от знатоков дела, молодые, да ранние, заявили, что в СССР нет специалистов для проектирования таких систем и надо обратиться на Запад. А надо сказать, что в те годы побывать за рубежом, вообще, было равнозначно избранию в Госдуму сегодня, а бесплатно побывать и многократно – это равно, наверное, избранию в президенты или назначению в березовские. Элита ВНИПИгидроуглепровода (директор еврей Олофинский) сначала объездила весь мир для того, чтобы установить, кто же может проектировать такие системы. Потом остановились на Италии, на проектно–исследовательской фирме «Снампроджетти», дочерней компании фирмы «СНАМ», продающей газ Газпрома в Италии, в свою очередь, входящую в концерн «ЭНИ», монополист бензозаправок и мотелей «Аджип». Италия, разумеется, очень хорошая страна для «научно–технического» туризма.
«Туристы» препоручили «Снампроджетти» все: и проектирование, и заказы оборудования, там, где они захотят, и разработку технологии. Сами туда ездили, как кремлевские сидельцы на «экскурсии» на наши заводы и колхозы произносить предвыборные речи. Мало того, они начали зарабатывать на своих бредовых идеях. Вот как это происходило. Только один пример, а я их могу привести с десяток, не менее. Группа высокопоставленных работников Министерства угольной промышленности СССР (в частности еврей Борис Яковлевич Экбер, в технологии гидродобычи очень заметный человек, я на нем еще остановлюсь позднее) и института ВНИПигидроуглепровод (еврей Олофинский со товарищи) «изобретают» задвижку (клапан) для трубопровода «Белово–Новосибирск» и получают на нее авторское свидетельство. А в те времена авторское вознаграждение выплачивалось только в том случае, если изобретение «внедрено в производство». Если оно внедрено еще и за рубежом, то выплачивалось дополнительное вознаграждение в валюте или ее суррогате для сети магазинов «Березка», валютных чеках. Поэтому гонцы из Страны Советов «рекомендовали» «Снампроджетти» запроектировать и заказать такие задвижки. «Снампроджетти пыталось их заказать, хотя и видело их техническую абсурдность, в фирме «Петролвелвз» («Нефтяные клапаны» в переводе), в очень солидной фирме. «Петролвелвз» наотрез отказалась их изготавливать, так как берегла свою репутацию, ведь она ставит на своей продукции свое имя. Гонцы настаивали, вплоть до отказа сотрудничать со «Снампроджетти». «Снампроджетти» с ног сбилась в поисках более сговорчивых изготовителей, но тщетно. Пошли на компромисс. Заказали изготовителю буровых насосов, канадской фирме «Ингерсол Ренд», изготовление главных насосов трубопровода, а в «нагрузку» за этот заказ поручили изготовление и злополучных задвижек. С заказами у «Ингерсол Ренд» в то время было плохо, пришлось смириться. Об этом случае мне лично рассказал главный инженер фирмы «Петролвелвз», сын хозяина фирмы (забыл его фамилию) и потом подтвердил руководитель «нашего проекта» в «Снампроджетти» сеньор Тарси. Чему тут удивляться, когда наши торговые «представители» за видеомагнитофон и набор джинсов «не замечали, что им продают зеленые бананы по цене свежей парниковой земляники». Но мы отвлеклись.
Научная мысль, конечно, не остановилась на применении центробежных машин на гидроподъеме крупнокусковой пульпы из гидрошахт. Были разработаны и доведены до промышленного применения в глубоких гидрошахтах Донбасса несколько идей, позволяющих не пропускать через собственно насос крупного угля. Это, так называемые, питатели или загрузочно–обменные аппараты. Насос качает грязную, конечно, воду и от этого сильно изнашивается, но уголь больше миллиметра загружается непосредственно в трубу под давлением, после насоса. Поэтому высоконапорный насос может быть сконструирован, не против физического смысла процесса. Напомним, что сразу за насосом, в шахте глубиной 800 метров, давление в трубе будет не меньше, а больше 80 атмосфер (8 мегапаскалей для любителей системы СИ), так как часть давления уйдет на преодоление сопротивления движению турбулентного потока пульпы в трубопроводе. Конструкций аппаратов, загоняющих куски в трубу под давлением, было выдумано несколько сотен, даже, наверное, тысяч, так как была издана даже книга, полностью состоящая из рисунков таких принципиальных схем, напоминающих конструкции «перпетуум–мобиле» – вечного двигателя, я ее не досмотрел до конца, утомился. Три из них попробовали на практике с таким же успехом, как и модели вечных двигателей. Я на их описании останавливаться не хочу, так как они еще абсурднее, чем центробежные углесосы.
Только одна эта, описанная проблема, должна была остановить «внедрителей» новой технологии, но куда там. Можно было вообще отказаться от гидроподъема из шахт, а обезводить уголь около ствола и выдать его потом традиционным способом – в скипах по стволу в «сухом» виде. Но автор Мучник заявил раз и навсегда, что разработанная им технология «однооперационна», то есть отбил уголь водой, она же его принесла прямо потребителю. Он за несколько десятков лет согласился только на то, что стал называть ее «малооперационной», когда ему все–таки оппоненты подсчитали операции добычи и транспортирования угля по «его способу». Переть против очевидного – довольно типичная черта, если не всех евреев, то советских евреев – точно.
Противоречие между размерами шахтного поля и возможностью осуществления
дешевой гидродобычи угля
Начну с того, зачем вместо одной шахты при гидродобыче надо строить четыре? Чтобы уголь с водой (пульпа, гидросмесь) тек по стальным желобам, надо было горные выработки проходить с наклоном не менее 3, 5 градусов к горизонту при относительно незасоренном породой угле (зольность до 15–20%). При зольности более высокой этот угол увеличивали до 4,5 градусов. Из–за этого горная выработка на каждых ста метрах своей протяженности поднимется над первоначальным уровнем (как говорят маркшейдеры и геодезисты по отметке «Z») в среднем на 7 метров, на километр – на 70 метров, на два – на 140 метров и т.д.
Наглядно это можно представить так. Несколько тетрадок разной толщины поместить между томами разной толщины. Тетради – угольные пласты, тома – межпластовые толщи пустой породы, все вместе – угленосная свита. Эту «свиту» можно расположить по–разному. Горизонтально, наклонно и даже – вертикально, а потом положить в выбранном положении и присыпать глиной, песком и т.д. – это будут молодые, так называемые, третичные и четвертичные отложения (наносы), скрывающие месторождение от всех, кроме геологов, разумеется. Так вот, например, свита пластов угля простиралась на 15 километров, а пласт от пласта отделяло от 40 до 100 метров. От поверхности до пластов было 150–200 метров, далее пласты распространялись в глубину до километра и глубже. Пласты залегали под углом 40–50 градусов к горизонту. Это я описываю первый гидрорудник Донбасса, Яновский гидрорудник недалеко от города Красный луч, который состоял из четырех шахт вместо одной шахты при обычной технологии добычи угля.
Сотни лет горняки вскрывали такое месторождение несколькими вертикальными стволами в центре месторождения, затем от ствола вскрывали горизонтальной (уклон 0,1 -0,2 градуса, т.е. в 20–40 раз меньшим, чем при гидродобыче, только для стока воды к стволу) выработкой – квершлагом, пересекая все пласты на глубине ствола, а затем из квершлага проходили в обе стороны по каждому из пластов штреки до границы месторождения, и обратным ходом, от конца штреков – к стволу, извлекали из пластов уголь. Стволы, как правило, проходили не на всю глубину месторождения сразу, а разрабатывали его слоями, т.е. проходили стволы, чтобы «захватить» слой от ста до двухсот метров. Затем, после отработки первого слоя стволы углубляли или проходили новые стволы, и все повторялось. Если такую схему осуществить при гидродобыче, то длина штреков в данном случае будет 7,5 километра, а подъем их к горизонту составит 7,5 х 70 = 525 метров. Средняя же высота слоя – этажа составляет 150 метров. Расчет (150 : 70 = 2,14) показывает, что через два с небольшим километра штрек выйдет из пласта под наносы. Другими словами, только при четвертой углубке стволов можно будет добраться до границы шахтного поля. Первоначальная же проходка стволов позволит вскрыть теоретически менее 28 процентов всех запасов, а фактически – еще меньше, всего около 14 процентов из–за «выклинивания» запасов под штреками, в то время как традиционная технология – чуть меньше 100 процентов.
Поэтому – то и решили изобретатели новой технологии строить четыре шахты вместо одной. Но одна шахта стоит грубо в четыре раза дешевле четырех. Поэтому решили строить дешевые четыре, чтобы приблизиться по стоимости к одной с нормальной ценой. На дешевой шахте я и проходил практику. Там все было дешевое. Наклонные стволы вместо вертикальных, что делало проблематичным не только доставку материалов в шахту, но даже доставку туда рабочих и воздуха для проветривания. Вместо административно–бытового комплекса была жалкая деревянная «халабуда» типа барака, мощность трансформаторной подстанции не давала возможности расширения производства, а совместный гидротранспорт угля и породы на обогатительную фабрику по одним и тем же трубам в отличие от «сухой» шахты с раздельной выдачей их, настолько осложнил проведение выработок, что перестали выполнять «железное» правило шахтеров: сколько угля вынули, столько должны за это время подготовить к выемке проведением подготовительных выработок, которое осуществлялось с «присечкой» породы из–за малой мощности пластов. В результате обогатительная фабрика захлебывалась с обогащением угля, так как в нем было больше породы, чем самого угля. Выход нашли быстро, перестали готовить, так называемый очистный фронт, т.е. проходить выработки практически вообще. Себестоимость добычи резко снизилась, производительность труда фантастически возросла. Гидрорудник загремел во всех средствах массовой информации как предприятие высокого коммунистического труда, а новая технология, как «панацея» в горном деле для всех времен и народов, сейчас и впредь. Ввели в заблуждение даже ряд стран, которые тоже понастроили опытных гидрошахт, но быстро разобрались и прекратили это дело, а мы еще долго боролись, и я в том числе, с ретроградами и противниками «нового», до самой перестройки и некоторое время в течение ее.
Но сказка эта продолжалась недолго. Подготовленные к выемке запасы угля закончились, и в один прекрасный день гидрорудник вдруг остановился, как вкопанный: ни угля, ни породы. Докопались, как говорится, до дна. В министерстве – громкий скандал, в ЦК КПСС – тоже, корреспонденты испарились. Но министерство, оберегая себя: как могли допустить? выделило денег, и начали готовить новый очистный фронт, не выдавая ни грамма угля, ввели «скоростные методы», другими словами, снизили нормы и увеличили расценки, чтобы заинтересовать работников. В это время, в 1963 году я оказался там, на преддипломной практике с несколькими однокашниками.
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».