Совершенствование транспортировки минерального сырья и продуктов его переработки

При сравнительно удовлетворительной обеспеченности мировой потребности существующей минерально-сырьевой базой географическое размещение добывающей промышленности является крайне неравномерным. Значительная часть добычи важнейших видов минерального сырья сосредоточена в странах Азии, Африки, Австралии, Океании, Центральной и Южной Америки, между тем как основными их потребителями являются США, Япония и страны Западной Европы. Кроме того, предприниматели капиталистических стран в последнее время оценили экономическую выгоду импорта не только минерального сырья, но и продуктов его переработки, и эта тенденция, вероятно, будет и впредь развиваться. Поэтому первостепенное значение приобрели вопросы рационализации транспортировки минерального сырья и продуктов его переработки, объем которой с каждым годом существенно возрастает.

В поисках путей удешевления морских перевозок минерального сырья, достигших огромных величин (например, более 1200 млн. т нефти и нефтепродуктов), стали сооружать и широко попользовать суда увеличенных размеров, а также повышать скорости их хода. В настоящее время в мире насчитывается 194 танкера грузоподъемностью 300—500 тыс. т и 11 еще более крупных сооружаются или уже введены в эксплуатацию. В Японии строились танкеры водоизмещением в 1,0 и даже в 1,2 млн. т и рудовозы в 200 тыс. т и более.

Собственный танкерный флот крупнейшей американской нефтяной монополии «Экссон корпорейшн», плавающий в основном под флагами других стран, насчитывает 117 судов грузоподъемностью 14,8 млн. т, что в 1,5 раза превосходит мощность всего танкерного флота, плавающего иод государственным флагом США, танкерный флот англо-голландского нефтяного концерна «Ройял датч-Шелл», более флота Франции, и т. д. В целом в руках нефтяного картеля сосредоточен огромный танкерный флот грузоподъемностью примерно 140 млн. т.

Танкерный флот промышленно развитых капиталистических стран в начале 1974 г. состоял из 3293 судов общим дедвейтом 212 млн. т, к началу 1975 г. он достиг 235 млн. т.

Широкое распространение получили нефтерудовозы — комбинированные суда, приспособленные для перевозки железной руды или других сухогрузов и нефти. Общее их число к 1972 г. достигло 250, из них 68 крупнотоннажных судов дедвейтом более 100 тыс. т. В 1973 г. спущен на воду нефтерудовоз, принадлежащий Бразилии, дедвейтом 273 тыс. т, на котором в феврале 1975 г. был достигнут наибольший в мире уровень отгрузки руды на одном судне — 269 тыс. т.

В Японии предполагалось в 1972—1974 гг. сооружение специального танкера для переработки нефти во время ее транспортировки, Это позволит сократить сроки получения нефтепродуктов, уменьшить строительство новых перерабатывающих заводов и снизить загрязнение воздуха в городах.

Американские судостроительные верфи штата Виргиния получили заказ на постройку трех танкеров с атомными двигателями водоизмещением по 600 тыс. т. Предварительная стоимость заказа 875 млн. долл. Первый из них будет спущен на воду в 1985 г. Суда предназначены для доставки на американское побережье ближневосточной нефти. Эксперты считают, что новые танкеры дадут высокий экономический эффект. Скорость их будет на 25% выше, чем у ныне действующих судов, что вместе с другими усовершенствованиями конструкции позволит снизить себестоимость перевозимой нефти на 20%. Танкер-атомоход сможет перевозить ежегодно 5 млн. т сырой нефти.

В связи с использованием крупнотоннажных судов в экспортирующих странах Ближнего и Среднего Востока, Канаде, Австралии, Бразилии, Анголе и др. созданы специально оборудованные порты. Одновременно в странах, импортирующих минеральное сырье, новые предприятия по его переработке сооружались в непосредственной близости от побережья и оборудованных портов. Однако большинство океанских портов все еще не имеют достаточной глубины для приема крупных современных танкеров и судов (осадка танкеров при полной загрузке достигает 28 м) и для этой цели в ряде стран проводятся крупные работы. Во Франции вблизи Гавра сооружается специальный нефтяной порт Антифер. С вводом его в эксплуатацию он станет практически единственным в Западной Европе пунктом, где смогут разгружаться сверхмощные танкеры. Когда вся нефть, необходимая для Западной Европы, будет перевозиться исключительно на гигантских танкерах, ежегодная экономия достигнет 1 млрд. франков, что составляет общую стоимость строительства порта Антифер.

Расчеты показали, что применение только одного 100 000-тонного бокситовоза для перевозки из Африки в США сможет обеспечить доставку 800 тыс. т бокситов в год, причем стоимость перевозки 1 т составит всего 3—4 долл.

Большой интерес представляет новый способ транспортировки концентратов железной руды, получивший название Марконафлоу. Концентраты в виде полужидкой пульпы (75% твердого вещества) поступают по трубопроводу в морской порт и в трюм судна. После откачки воды из трюма содержание ее в концентрате не превышает 8%. По прибытии в порт назначения в трюм снова закачивается вода под давлением, и разжиженный концентрат перекачивается по трубам в бункер, откуда он поступает на завод, производящий окатыши с содержанием до 95% железа, и в электропечи. Указанный способ транспортировки руды позволяет производить погрузку и разгрузку судов в море, вдали от портов, а стоимость ее доставки снижается на 50%, главным образом за счет уменьшения расходов на погрузку и разгрузку.

В 1971 г. в районе Уайпили (Новая Зеландия) введен в эксплуатацию первый в мире морской трубопровод, протягивающийся в море на 2,4 км, для погрузки железосодержащих песков на суда. С его помощью была осуществлена погрузка 42 тыс. т железных концентратов в виде пульпы (по методу Марконафлоу). До разработки этого способа транспортировки руды эксплуатация давно известных месторождений железистых песков в Новой Зеландии была нерентабельна.

Во многих странах снижение стоимости морских перевозок позволило импортному сырью успешно конкурировать с местным, добываемым иногда значительно ближе, но транспортируемым по железной дороге.

Исключительно быстрыми темпами развивается строительство магистральных трубопроводов нефти и газа, в том числе и международных. При этом неизменно возрастает диаметр труб сооружаемых магистралей, что позволяет значительно увеличить их пропускную способность и одновременно снизить (относительную) себестоимость и расход металла.

В бывш. СССР широкое применение при сооружении газопроводов труб диаметром 1420 мм на рабочее давление 7,5 МПа (75 атм) позволит существенно увеличить производительность систем газопровода и снизить капитальные затраты. Такие трубы используются сейчас на строительстве магистрального газопровода Оренбург — западная граница бывш. СССР. Протяженность его составляет 2750 км, а производительность 28 млрд. м3 в год. На трассе будут действовать 22 компрессорные станции. К началу 1977 г. протяженность магистральных газопроводов в стране превысила 100 тыс. км.

В США завершена прокладка в условиях многолетней мерзлоты трансаляскинского трубопровода диаметром 1,2 м протяженностью 1280 км от бухты Прадхо на севере Аляски до г. Валдиз. Проектная пропускная способность трубопровода составляет 150 тыс. т/сут нефти; предполагаемые затраты 8,475 млрд. долл.

В связи с ростом добычи нефти и газа в пределах континентального шельфа в ряде стран усилились исследования по разработке технологии и техники прокладки трубопроводов в море на различных глубинах.

В последние годы трубопроводы стали широко использоваться для транспортировки твердых полезных ископаемых. Этот способ транспортировки обладает рядом очевидных преимуществ. Проведение трубопровода особенно в труднопроходимой местности обходится дешевле, чем строительство шоссейных или железной дороги, а капиталовложения сравнительно быстро окупаются за счет низкой стоимости его эксплуатации. Возможность поддерживать непрерывный или почти непрерывный поток через трубы делает их особенно полезными при транспортировке больших количеств сыпучих материалов.

В Тасмании с 1968 г. концентраты железной руды в потоке воды транспортируются к берегу моря по трубопроводу длиной 85 км. В ЮАР начато строительство трубопровода длиной 250 км для транспортировки магнетитовых концентратов.

Ряд трубопроводов для транспортировки твердых полезных ископаемых сооружается и проектируется в Канаде. Для транспортировки 12 млн. т железорудных окатышей из месторождений Квебека и Лабрадора будет сооружен трубопровод длиной 370 км к порту на берегу залива Св. Лаврентия. Планируется сооружение трубопровода длиной 1120 км для транспортировки серы из южной части провинции Альберта к западному побережью. Сера будет подаваться в твердом состоянии или в виде пульпы. Производительность трубопровода 1,5 млн. т в год. Рассматривался также вопрос о сооружении трубопровода для транспортировки калийных солей из Саскачевана на восток Канады и в северную часть США. Строительство этого трубопровода общей стоимостью 175 млн. долл. даст возможность вдвое снизить стоимость транспортировки по сравнению со стоимостью провоза по железной дороге. Предусматривалось сооружение трубопровода протяженностью около 790 км, диаметром труб от 610 до 762 мм и пропускной способностью от 8 до 15 млн. т угля в год. Стоимость строительства определена в 200 млн. долл. Трубопровод 'Предназначается для транспортировки угля из восточных районов Британской Колумбии на западное побережье для экспорта в Японию.

Транспортировка угля по трубопроводам практикуется и в ряде других стран, где она рентабельнее других видов транспорта.

Высокие железнодорожные тарифы чрезмерно увеличили цену угля франко завод-потребитель и франко порт, что снижало конкурентоспособность его по отношению к нефти и особенно природному газу, транспортировка которых по трубопроводам обходится значительно дешевле. В США «Консолидейшн Коул компани» построила трубопровод от шахт юго-восточной части Огайо до электростанции близ Кливленда протяженностью 173 км. При поступлении в трубопровод уголь смешивался с водой, а достигнув станций, просушивался. Углепровод успешно работал в течение 5 лет и вынудил железнодорожную компанию снизить тарифы, после чего эксплуатация трубопровода прекратилась.

Проектируется углепровод протяженностью 440 км от угольных карьеров близ Кайентайи (штат Аризона) до электростанции Колорадо-Ривер (штат Невада). Мощность трубопровода 600 т/ч.

В США составлены проекты магистрального трубопровода протяженностью 800 км для гидротранспортировки железорудной пульпы с карьеров района Месаби до металлургических заводов в Питтсбурге, Чикаго и др. Капитальные затраты на сооружение трубопровода оцениваются в 70 млн. долл., а общее количество подлежащего перекачке материала в виде тонкозернистого концентрата составит 10 млн. т в год.

Проектом освоения титаномагнетитового месторождения Bapрамби в Западной Австралии предусматривается сооружение трубопровода протяженностью 460 км для транспортировки 500 тыс. т концентратов в год.

Технический прогресс коснулся и внутрирудничного транспорта, па который приходится значительная часть общих издержек производства горно-обогатительных предприятий. Построено много подвесных канатных дорог протяженностью нередко 100 км, на открытых работах применяются мощные самосвалы. В ЮАР на золотодобывающей шахте введена в эксплуатацию насосная линия для подъема на поверхность с глубины 2190 м измельченной золотоносной кварцитовой руды, мощность ее 25 тыс. т сухой измельченной породы в месяц. Новый метод транспортировки угля по трубопроводу из забоя до обогатительной фабрики на поверхности испытан в США. Он исключает необходимость перегрузок и обеспечивает непрерывную подачу угля. Поступающий из горного комбайна уголь пропускается через подвижную дробилку, где он измельчается до максимальных размеров кусков в 10 см и затем поступает в смеситель, куда подается вода; в результате образуется пульпа, которая под давлением подается по трубопроводу на поверхность. На обогатительной установке вода удаляется из пульпы и передается по закрытой циркуляционной системе для повторного использования. Пропускная способность системы 10 т угля в минуту.

В Норильске транспортировку руды от Комсомольского и Октябрьского рудников до корпуса дробления осуществляют с помощью резшютросовых лент высокой прочности. Эти мощные конвейеры длиной в 1000 и 1650 м установлены в надземных отапливаемых (чтобы на морозе руда не смерзлась) галереях. Из корпуса обогащения сырье для медного и никелевого заводов будет доставляться за 25 км гидротранспортом по шести трубопроводам, которые пересекут р. Норильскую.

В ряде стран принимаются меры для снижения стоимости железнодорожных перевозок, объем которых неизменно возрастает. В Канаде транспортные расходы составляют 10—30% общей стоимости горной продукции. За прошедшие 20 лет сеть железных дорог в стране к новым горным предприятиям увеличилась на 4000 км.

Австралийская горнодобывающая компания использует поезда длиной в 2,5 км, ведомые пятью локомотивами и состоящие из 230 грузовых вагонов. Составы такой протяженности предназначены для доставки руды в Порт-Хедленд с северо-западного побережья Австралии. В США более 40% угля перевозится маршрутными поездами, из которых каждый транспортирует от 4 до 10 и даже 15 тыс. т угля. За один только 1967 г. вагонов грузоподъемностью 100 т и более сдано в эксплуатацию 16 тысяч. Оборудованы специальные погрузочные станции мощностью 16 тыс. т в сутки, обслуживаемые одним рабочим. Такие меры, как широкое использование ленточных конвейеров с перегружателями, одновременно заполняющими вагоны на двух путях, и перемещение погрузочного устройства вдоль неподвижно стоящих вагонов, удешевили транспортировку примерно на 30%, что позволило железнодорожным компаниям снизить тарифы.

На Великих Озерах применение конвейерных лент от склада до причала увеличило скорость погрузки угля до 5500 т/ч. Разработана новая система разгрузки железнодорожных вагонов производительностью 1000 т/ч. С помощью этой системы даже при росте количества большегрузных вагонов-хопперов планируется осуществлять загрузку и разгрузку всего железнодорожного состава, транспортирующего уголь, руду и т. д., менее чем за один час. Разгрузка вагона-хоппера производится на специальную отклоняющую плиту с пружинным креплением (благодаря чему уменьшается степень измельчения угля) и далее на перегрузочный конвейер.