4.2 Механізм управління потенціалом пенітенціарної системи при організації праці

Брітченко І.Г., Момот О.М., Саєнко В.Г.

Досвід пенітенціарної системи держави у галузі використання фізичних і розумових здібностей ув’язнених у сфері промисловості розкривається у дослідженнях вчених [98-103] та ін. і представлена у відповідності до схеми (Рис. 4.1), що дозволяє звернутися до характеристик технологій виробництв базових галузей економіки України, в яких тим чи іншим чином використовується їх потенціал.

Первинно визначимося, що на виконання основних процесів і робіт доступ ув’язнених відсутній, а дослідження повинно зосереджуватися на допоміжних операціях, що пов’язується з повторною обробкою брухту неметалевого і металевого походження, відходів і сміття. Окреме місце займає виробництво казенних підприємств. Надамо відповідні пояснення за методичним підходом, що пов’язується з поширеністю праці в’язнів у галузі, виготовленні окремих виробів, здійсненні технологічних операцій і робіт.

Оскільки відходи найбільш доступні для досліджуваного середовища, то розглянемо їх зміст. Відходи – це похідна результату життєдіяльності людини за двома складовими, а саме: за промисловим виробництвом і повсякденним споживанням доцільних речовин. Відходами промислового виробництва вважається невикористані залишки матеріалів, напівфабрикатів і сировини, що утворюються при виготовленні суспільно корисного продукту і що повністю чи частково втратили свої споживчі властивості, а також продукти механічної та фізико-хімічної переробки сировини, отримання яких виконано помилково, бо не було метою виробничого процесу. Окремі вироби можуть бути використані в подальшому як продукція, що має споживчу якість, але після відповідної технологічної обробки, або як сировина для виготовлення інших виробів. У середовище відходів промислового походження включається розмаїття відходів споживання, за яким розрізняється вироби, що втратили свою споживчу властивість внаслідок морального чи фізичного зносу, а також комплектуючі, які за плином обставин для подальшого використання виявляються непридатними.

Такі відходи поділяються на дві групи, як-от: на промислові і на побутові. В групу промислових включається вироби технічного призначення з гуми, пластмаси, скла, обладнання, що вийшло з ладу, металобрухт і т. ін., а в групу побутових – зношені вироби побутового призначення (взуття, одяг та ін.), різноманітні використані вироби (пакувальні матеріали, різновиди тари тощо), побутові стічні води, харчові відходи і т. ін. Відходи розрізняються за декількома ознаками, а саме: за агрегатним станом, за місцем утворення, за можливістю переробки і за їх токсичністю. Розглянемо зміст.

За агрегатним станом відходи поділяються на газоподібні (водяна пара, газ та його суміші, парогазова суміш), рідкі (емульсія, суспензія, розчини тощо) і тверді (гравій, пісок, шлак тощо); за місцем утворення відходи поділяються на агропромислові, промислові та побутові: агропромислові – це ті залишки, що утворюються в сільськогосподарській галузі і переробних її виробництвах, промислові – це залишки напівфабрикатів, матеріалів і сировини, що утворюються у процесі виробництва продукту, який повністю чи частково втратив первинні властивості, побутові – це рідкі та тверді речовини, які створюються внаслідок життєдіяльності людей та використання предметів побуту і не можуть бути утилізованими у побуті; за можливістю переробки відходи поділяються на вторинні матеріальні ресурси, які вже переробляються або переробка яких планується, і на відходи, переробка яких на даному етапі технологічного і економічного розвитку недоцільна і вони становлять безповоротні втрати на момент обчислення; за токсичністю відходи класифікуються у залежності від небезпечності отруєння людини на надзвичайно небезпечні, на високонебезпечні, на помірно небезпечні і на малонебезпечні.

Для пенітенціарної системи держави важливим є те, що відходи треба зберігати, переробляти і утилізувати, що може бути їх доступним засобом для виконання окремих операцій і робіт. Зберігання відходів означає тимчасове розміщення відходів на спеціально відведених об’єктах чи окреслених територіях; перероблення – здійснення технологічних заходів, операцій і міроприємств, що забезпечують зміну біологічних, фізичних чи хімічних властивостей і ознак з метою підготовки їх до видалення, тривалого екологічно безпечного зберігання, перевезення і утилізації; утилізація – використання відходів як вторинних матеріальних або енергетичних ресурсів у середовищі виробництва.

Використання відходів виробництва в якості вторинної сировини – це найбільш приваблива для пенітенціарної системи держави ознака. Оскільки залишки напівфабрикатів, матеріалів і сировини, які утворилися при виготовленні продукції і які повністю чи частково втратили свої споживчі якості за первинним своїм призначенням, точно також і продукти фізико-хімічної і механічної переробки сировини, одержання яких не визначалося метою виробничого-процесу, а з’явилося як сукупний продукт, в подальшому повинні бути і можуть бути використані в якості сировини чи основи вироблення продукції після додаткової обробки.

Якщо за технологічними схемами переробки промислових відходів на спеціалізованих підприємствах і в самому середовищі окремо взятої промисловості сприяє заощадженню витрат за рахунок збереження і раціонального використання природних ресурсів, часткової заміни первинної сировини, що зменшує пропорційно собівартість продукції, що виготовляється, і розширює її сировинну основу, то для казенних підприємств пенітенціарної системи держави надає повноцінну і самостійну сферу зайнятості. Доказові обставини наступні:

1) продукт, що є непотрібним для основного промислового виробництва, зберігає і сполучає у собі цінність тих компонентів, що виводяться із виробничого процесу, але можуть бути і за змістом і за формою використаними у інших виробництвах, що суміжні, як сировинний ресурс;

2) відходи забруднюють навколишнє середовище і природні об’єкти, що все одно потребує втручання людини для їх захоронення і утилізації, а останнє означає повторне використання відходів як сировини. Економічна доцільність утилізації відходів залежить від багатьох чинників, серед яких вартість методів переробки, споживче становище ринку вторинної сировини і т. ін., що може бути завжди оцінене через вартість праці, яка споживається для очищення території від відходів і сміття, для утилізації останніх, їх зберігання, охорони і т. ін.

Тобто обставини вказують на те, що людський ресурс пенітенціарної системи держави може бути прийнятним, але не тоді, коли вловлені відходи повинні відразу повертатись у технологічний процес, а на іншій стадії, коли вони надходять на вторинну обробку, де застосовується додаткова допоміжна праця. Оскільки таке дає змогу зменшити забруднення території, що носить не економічний, а соціальний характер, то і оплата виконання такого процесу не завжди є вигідною, а тому і не виконується.

Окрім того, більшість методів очищення забруднених стоків, як нагадаємо тут і газових викидів, є дуже дорогими. Значно перспективнішими є заходи, що спрямовані на зменшення або й повну ліквідацію шкідливих відходів, що забруднюють довкілля. Для цього вигідніше застосовувати ті виробничі технологічні процеси, що замкнені. Для замкнених циклічних процесів характерна відсутність обміну речовин із зовнішнім середовищем. Тобто це процес, в якому відсутні викиди газоподібних відходів і речовин, рідких і твердих включень. Для пенітенціарної системи держави надає більші можливості виконувати роботи незамкнена технологічна система, бо вона має органічні зв’язки із зовнішнім середовищем, від якого вона й отримує вихідні енергію і сировину, а повертає вироблений продукт і викиди відходів, більший перелік технологічних операцій. Оскільки в державі використовується переважно така технологія виробництва, що в основному є незамкненою, а за цим і використовує природні ресурси нераціонально і має значні відходи, то в такому середовищі є місце й людському ресурсу пенітенціарної системи держави.

Надалі дослідження від логічного узагальнення зводиться до блочної схеми, у якій надаються зміст відходів і їх сполук. На рис. 4.2 наведена принципова їх схема.

В Україні лісів не так вже й багато, як є це в Біларусі чи Росії, але вони, все ж таки, входять складовою промислової розробки. Такі запаси, що оцінюються як найбільшими, є у Волинській, Закарпатській, Івано-Франківській і Львівській областях. Інші території теж мають природні запаси лісу, але їх недостатньо, щоб вести повноцінні розрахунки включення людського ресурсу пенітенціарної системи держави в їх розробку і на стадії заготівельній і на стадії деревообробній.

Розглянемо за змістом лісозаготівельні роботи і відповідні технології деревообробних виробництв, а за цим схематично звернемося до робочих процесів виготовлення в пенітенціарній системі держави виробів з деревини і конструктивних її відходів за доступними столярно-меблевими технологіями. Такі технології включають в себе столярно-меблеве виробництво, виробництво фанери та інших пластин з компонентом тирси, хімічна обробка деревини і т. ін. За загальною оцінкою тривалість сфери полягає в значному спектрі операцій і робіт, що вирізняються за своєю бруднотою і фізичною тяжкістю.

Лісозаготівельні роботи і технології лісозаготівельних виробництв з позиції використання потенційних можливостей пенітенціарної системи держави пов’язується з наступним. Лісозаготівля як галузь застосування людської праці – це сукупність виробничих операцій, які технологічно здійснюються на ділянках лісу, що призначений для вирубки і заготівлі деревини. Організаційно кожний лісозаготівельний участок обслуговує декілька ділянок, що називаються лісосіками. Ділянки лісового масиву визначаються для порубки деревини там, де переважна кількість дерев вже досягла нормативно-оптимальних розмірів. Лісозаготівельні роботи складаються з кількох процесів і ведуться на площі, що досягає близько 7-25 га, у числі яких підготовка лісосіки, розбивання на окремі ділянки для вирубки лісу, прокладання трелювальних шляхів, вирубка лісу, розпилювання деревини з круглим сортаментом і, нарешті, вивезення її в місце заготівлі до проміжних чи кінцевих пунктів, накопичення і сортування.

Лісосіка до розробки підготовляється спеціальною, підготовочно-монтажною бригадою, в обов’язки якої входять наступні операції і роботи, а саме: розчищення площі під складування деревини, обладнання вивантажувального майданчика і стоянки для тракторів, побудова складу для зберігання пального і мастил, монтаж електроосвітлювальної і телефонної мереж, прорубування трелювальних шляхів у лісному масиві.

Робота по рубанню лісу складається з наступних двох операцій:

– відпилювання або відрубування стовбура від кореня;

– обрубування верхівки і очищення стовбура від гілок і сучків.

Вирубується ліс як ручним, так і механічним способами. В якості механізації рубання лісу використовуються ручні безмоторні і електричні пили, а для обрубування гілок і сучків – дискові і ланцюгові ручні електричні пили, механічні гілкоруби і стаціонарні гілкорізи. Для транспортування лісових матеріалів з ділянки лісосіки до проміжного складу і вантажного майданчика користуються тракторами, а в болотистих місцях – трелювальними лебідками. За цим стовбури розпилюють на частини, що мають назву «колоди», сортують їх за довжиною та товщиною і перевалюють на транспортні засоби для вивезення на кінцевий склад. Далі вони транспортуються по магістральній дорозі автолісовозами і тракторами, чи з використанням засобів вузькоколійних залізниць. Окрім того, на збиральних складах обладнують цехи деревообробки, лісопиляння, заготівлі шпал та ін.

На кожному складі лісові матеріали розвантажуються, сортуються, укладаються у штабелі і перевантажуються з транспорту на транспорт за допомогою автокрана чи лебідки, ланцугового чи стрічкового транспортеру і т. ін. Сплавляння лісу є набагато дешевшим засобом, ніж перевезення його залізничним транспортом, але такий засіб на Україні не використовується, може частково у Закарпатті, де є для цього умови.

У табл. 4.8 надана оцінка доступності для пенітенціарної системи держави лісозаготівельних робіт.

Лісопильні роботи та технології деревообробного виробництва пов’язуються з наступним.

Круглий лісоматеріал, що передається на лісопильний завод з лісозаготівельного виробництва, розпилюється на бруси, дошки і шпали, а відходи від лісопиляння переробляються на деревоволокнисті плити, дощечки і планки чи переганяються на спирт. Лісопильний завод має технологічні склади сировини, лісопильний цех, склади пиломатеріалів і ряд допоміжних цехів. Окрім того, на деяких лісопильних заводах облаштовані лісосушарні і деревообробні цехи, що дозволяє виробляти вироби, серед яких взуттєві колодки, деталі будинків, дерев’яна тара, комплекти дерев’яних вузлів, меблі і пристрої для текстильних виробництв і т. ін. Але основною продукцією лісопильного заводу залишається товарний пиломатеріал, що випилюється з круглого матеріалу на спеціальних стаціонарних установках, що названі лісопильною рамою: лісопильна рама – це механічний устрій, що складається з кількох прямих полотен для пиляння, що встановлені в одній рамі і здійснюють зворотньо-поступальний рух у вертикальній площині.

Для здійснення процесу заготівлі, подальшої обробки і споживання деревини лісоматеріали класифікуються за породою деревини, розмірами і характером обробки. Для цього треба надати пиломатеріалам потрібної форми, що здійснюється на спеціальних верстатах, що призначені для механічної обробки деревини. Такі верстати різні, бо призначаються для виготовлення деталей різноманітної форми, а розпилюють деревину на круглопиляльних, стрічкових і лобзикових верстатах. У круглопиляльних верстатів у якості різального інструменту використовується дискова пила, що дозволяє розпилювати деревину у подовжньому і поперечному напрямках з швидкістю різання, що сягає 60 м/с і більше. Стрічкові верстати, де різальним інструментом є нескінченне стрічкове полотно для пиляння, застосовуються для подовжнього, поперечного і криволінійного розпилювання деревини зі швидкістю різання до 20-30 м/с.

Для випилювання матеріалу складних кривих контурів застосовуються лобзикові верстати і різальним інструментом у таких верстатах є тонка вузька пилка, що закріплена в затискачах і може рухатись зворотньо-поступально. Для вирівнювання поверхні матеріалу або доведення товщини пиломатеріалу до нормованих розмірів застосовуються різноманітні стругальні верстати, серед яких рейсмусні і фугувальні, що обробляють деревину обертовими ножовими валами. Між останніми є відмінності. Так, рейсмусні, або пропускні, верстати призначені для стругання пиломатеріалів за розміром з доведення до відповідної товщини на односторонньо-стругальному, дво-, три- чи чотиристоронньому пристрої, що являє собою комбінований фугувально- стругальний верстат, в той час як фугувальні верстати застосовуються для стругання деревини впродовж волокон.

Для фасонної обробки деревини як з прямолінійним, так і з криволіній-ним контуром, а також для виготовлення лісоматеріалів різних профілів з гребенями, пазами, шипами застосовуються фрезерні верстати, на яких встановлено горизонтальний стіл, який перекриває шпиндель вертикального вала. На шпинделі закріплюються фрези чи патрони з різцями, з допомогою яких обробляється деревина, а за процесом треба наглядати і відповідно подавати деревину. Окрім того, для обробки деталей особливо складної фор-ми застосовуються спеціальні копіювальні верстати, що здійснюють рух за епюрою, а ті деталі, що мають форму тіл обертання, обробляються на токарних і токарно-копіювальних верстатах.

Окрім лісопильних підприємств, механічну обробку деревини здійснюють на деревообробних заводах, будівельних майданчиках і в деревообробних цехах машинобудівних заводів за їх розташуванням. Здобувається наступний продукт, а саме: лісоматеріали, які мають одну форму і оброблені однаковим способом, що і називаються сортаментом. Кожен сортамент розпізнається за розміром, що має свою назву, а кожний розмір за якістю – сортом.

За формою і розмірами поперечного перерізу пиломатеріали діляться на види, що мають наступні назви, а саме:

1) брусок – це вид пиломатеріалів, що в перерізі мають форму прямокутника, відстань між паралельними сторонами якого менше 100 мм, а відношення ширини бруска до його товщини становить від двох до одного. Якщо відстань між паралельними сторонами бруска є більшою, ніж 100 мм, то розглядається двокантний, трикантний і чотирикантний брус, що означає наступне: двокантний брус – це пиломатеріал з двома паралельними площинами однакової ширини, відстань між якими 100 мм і більше, що нази-ваються постелями, і коли двокантний брус з різною шириною постелей, то називають його шпалою; трикантний брус – це пиломатеріал з трьома площинами, що йдуть вздовж осі колоди, дві з яких паралельні між собою і відстань між ними становить 100 мм і більше, а третя площина перпендикулярна першим двом і відстань від неї до осі колоди більше 100 мм; чотирикантний брус – це пиломатеріал з чотирма площинами, що ідуть вздовж осі колоди, а протилежні сторони його паралельні, відстань між якими суміжні, перпендикулярні;

2) дошка – це пиломатеріал, товщина якого менше 100 мм, а відношення ширини до товщини більше двох. Широка сторона називається пластю, вузька – кромкою. Площина, що утворюється при обрізанні дошки впоперек волокон, має назву торець дошки, а лінія, де сходяться пласть і кромка – ребром. Заготовляються обрізні і необрізні дошки. В обрізних дошках всі кромки чи окремі ділянки кромок утворюються площинами, в необрізних – обидві кромки є частиною поверхні колоди. Така поверхня називається обрізом, що може бути гострим чи тупим. Якщо вся ширина кромки зайнята обрізом, то його називають гострим, і таку дошку називають необрізною, в той час, як в обрізної дошки він може бути тільки на одній з кромок чи на частині довжини кромки;

3) обапіл – це вид пиломатеріалу, одержаний з бічної колоди. Розглядається обапіл горбильний (горбиль), якщо випукла сторона обаполу не пропилена або пропилена менше, ніж на половину його довжини; обапіл дощатий – коли випускна сторона обаполу обрізана (пропилена) більш, ніж на половину його довжини;

4) планка – це тонкий короткий брусок товщиною менше, ніж 30 мм і довжиною менше, ніж 3000 мм;

5) пластина – це половина колоди, що розпиляна вздовж осі, а якщо ще половина розпиляної вздовж осі пластини, то це вже четвертина;

6) рейка – це обрізана частина кромки, що зрізана у дошки;

7) чорнові заготовки – це короткі дошки і бруски, розміри яких за перерізом і довжиною відповідають чи кратні розмірам майбутніх деталей, що виробляються з них, з припуском на обробку і усушку;

8) шматкові відходи, стружка і тирса.

У табл. 4.9 надана оцінка доступності для пенітенціарної системи держави лісопильних робіт.

Операції, роботи і технологічна схема столярно-меблевого виробництва з позиції використання потенційних можливостей пенітенціарної системи держави пов’язується з самим змістом технологічної схеми, а за нею встановлюється не тільки зміст технологічного процесу досліджуваного виробництва, а й структура операцій і робіт. Технологічна схема столярно-меблевого виробництва здійснюється за декількома стадіями технологічного процессу, що наступні:

– сушіння деревини;

– розкроювання деревини на заготовки;

– механічна обробка чорнових заготовок;

– склеювання і личкування;

– надання деталям остаточної форми і розмірів;

– складання деталей у вузли;

– механічна обробка вузлів (повторна механічна обробка);

– складання вузлів і деталей у вироби;

– опорядження, надання кінцевого вигляду виробу.

Виробництво завжди розпочинається з сушіння чи розкроювання матеріалу на заготовки, і за порядком виконання ці стадії можуть мінятися місцями. Сушіння деревини проводиться як в дошках, так і в чорнових заготовках – це залежить від виду виробництва і можливості його кооперування, від технологічної і предметної спеціалізації.

Наступною стадією технологічного процесу є механічна обробка чо-рнових заготовок шляхом стругання, фрезерування, пиляння з використанням профільних верстатів чи ручного інструменту. Мета обробки полягає в наданні заготовкам заданих розміру і геометричної форми. Таким засобом здобуваються заготовки, що називаються чистовими, бо після їх обробки на верстатах, вони проходять стадію склеювання і личкування. Бувають такі технологічні процеси, в яких склеювання і личкування не передбачаються, бо заготовкам достатньо надати кінцевих розмірів, форми і чистоти поверхні, тобто виконати з ними стадії надання деталям остаточної форми і розміру.

Таке притаманне обробці чистових заготовок, що виготовляються з масивної деревини, деревних матеріалів, що можуть бути склеєними або личкованими. Виготовлення з’єднуючих елементів, тобто складання деталей у вузли, якими є гнізда, провушини, шипи тощо, є процесом більш точним, бо треба надати спочатку відповідного профілю окремим елементам, що досягається, коли на основі шліфування поверхні деталей доводяться до нормованої шорсткості. Шорсткість – це сукупність нерівностей, що створюють рельєф поверхні виробу у межах певної площини. Шорсткість поверхні залежить від методу і режиму її обробки, якості різального інструменту, фізико-технологічних властивостей оброблюваного матеріалу тощо. Невідповідність вимогам з шорсткості поверхні викликає передчасний знос виробу, а в інших випадках допомагає посилити тертя. Тобто відношення до характеристики залежить від конструктивного призначення деталі чи виробу.

Процес складання виробів може виконуватись в різній послідовності, а саме: після опорядження деталей і складальних одиниць або до надання кінцевого вигляду виробу, бо така послідовність залежить від конструкції виробу. Наприклад, корпусні вироби доопрацьовуються у розібраному ви-гляді і спочатку виконується збирання деталей у складальні одиниці – коробки, рамки, щити і т. ін., а за цим і монтаж конструктивних одиниць у виріб.

Технологічний процес перетворення деревини на деталь, яка стає продуктом, складається з ряду послідовно виконуваних операцій механічної і технічної обробки. При виконанні цих операцій із поверхні заготовки видаляється зайвий шар деревини, внаслідок чого вона й перетворюється на деталь належним розміром, формою і заданою шорсткістю поверхні. Тобто в обробку подається заготовка з припуском, який являє собою шар деревини і деревинного матеріалу, що підлягає зняттю з поверхні для перетворення деревини на деталь заданих розмірів, форми і шорсткості поверхні. Необхідність припусків такого шару деревини зумовлюється похибками розмірів і форми заготовки, наявністю на поверхнях заготовки дефективного шару чи значної шорсткості, залишених від попередньої обробки, компенсацією похибок кріплення заготовки на верстаті при її виготовлені і т. ін. Якщо припуски завищені, то реєструються втрати: витрати матеріалу, електроенергії, часу на обробку заготовок є більшими, окрім того, в залежності від цього знаходиться якість деталей, бо завжди треба видержувати форму, шорсткість і точність.

Першою стадією механічної обробки, а основним конструктивним матеріалом при виготовленні виробів з деревини є пиломатеріали, деревинностружкова, деревинноволокниста плита і фанера клеєна, є розкроювання матеріалу на заготовки. В обробку поступають чорнові чи чистові заготовки, що впливає на дотримання відповідної точності. У відповідності до цього для розкроювання матеріалу на чорнові заготовки застосовується обладнання, яке забезпечує й відповідно нижчу точність заготовки, а при чистому розкроюванні застосовуються інструменти, прийоми і обладнання, що забезпечують підвищену точність і якість заготовку.

Якщо матеріали стабільніші за розмірами та твердіші якістю, то процес їх розкроювання простіший. Але завжди при розкроюванні матеріалів основною вимогою до праці є забезпечення належної ефективності викори-стання розкраюваного матеріалу, витримки нормативів його використання за кількістю і розмірами отримуваних заготовок.

Процес розкроювання плитних матеріалів повинний відповідати ефективності за коефіцієнтом виходу заготовок, який залежить від декількох факторів, що враховуються в технологічних картах і планах розкроювання. Технологічні карти розкроювання являють собою графічне зображення розміщення заготовки за стандартним форматом матеріалу, який вступає в обробку, враховують конструктивні і технологічні фактори і особливості застосування технологічних операцій. Це вказує на те, що процес виготовлення деталі супроводжується послідовним виконанням технологічних операцій, за якими з заготовки знімаються зайві шари деревини під впливом механічних дій. Під такою дією заготовка набуває, як уже наголошувалося вище, потрібних розмірів, форми і шорсткості поверхні. Якщо не зосереджуватися на окремих технологічних відмінностях механічної обробки заготовки, то можна сказати про те, що виготовлення чистових деталей можна виконувати з використанням автоматичної лінії обробки брускових деталей (наприклад, виготовленню паркету) з програмним управлінням чи механічного обладнання для виготовлення деталей (наприклад, віконних та дверних блоків, стільця столярного), а також на установці по склеюванню та обробці брусків і т. ін.

Визначемося ще з деякими роботами, що названі, але не пояснені. При виготовленні виробів з деревини застосовуються різні способи з’єднання деталей у складальні одиниці, а за цим і складальних одиниць у вироб. Основним способом отримання нерозйомних з’єднань є клейові з’єднання, бо такі з’єднання забезпечують належну міцність, особливо в тих випадках, коли вимагається отримати міцність, що є вищою від міцності деревини й деревинних з’єднань, тобто, коли ставиться задача підвищення фізико-механічних характеристик конструктивних елементів виробу, раціонального використання сировинних матеріалів чи включення відходів виробництва у створення нового виду продукції.

Технологія застосування клею проста: клей на поверхні конструктивних елементів, що склеюються, наноситься ручним способом пензелем, на основі занурення одиниці у рідину чи за допомогою механічних пристроїв. Механічні пристрої вкрай прості. Наприклад, одновальцьовий верстат для нанесення клею складається з ванни, в якій знаходиться привідний валець і клей. Такий верстат застосовується для нанесення клею на деталі малих розмірів, особливо на бруски при їх склеюванні в щити і блоки. Є ще й двовальцьовий верстат з живленням від нижнього вальця. Він призначений для нанесення клею на дві поверхні деталей будь-якої довжини одночасно. Окрім того, для нанесення клею на профільні поверхні використовується спосіб розпилення.

Скажемо тут й про личкування: воно являє собою наклеювання на поверхні брускових і щитових заготовок тонкого шару матеріалу з натурального чи синтетичного шпону, декоративного паперово-шарувального пластика чи різного роду плівок, натуральної чи штучної шкіри і ін. Для цього використовуються будь які за якістю брускові і щитові заготовки, що можуть вар’юватися від малоцінної або клеєної деревини до деревиностружкової або волокнистої плити, фанери і т. ін. Личкування поверхні заготовки облагороджує її, а міцність клеєвої конструкції підвищується.

Личкування поверхні заготовки пов’язується з гарячим чи холодним способами склеювання, а саме: при холодному склеюванні температура клейового шару в процесі твердіння відповідає кімнатним умовам, при гарячому, щоб забезпечити більш високу швидкість твердіння клею, проводиться підвищенна температури. Технологічний процес личкування виконується в послідовності: підготовка основи, підготовка личівок, нанесення клею на основу і формування пакетів, пресовка і витримування пакетів під тиском до охоплення клею, технологічне витримування, личкування окрайок заготовки. На цьому технологічний процес не завершується, бо чистові розміри готових деталей відповідно до технологічних карт і вимог креслення формуються за сприйняттям подальшої обробки чистової заготовки. Тобто включаються в дію роботи по виконанню завдання вторинної механічної обробки по усуненню неточності деталі, яка може бути виявлена після склеювання і личкування, що потребує доведення поверхні до потрібної точності і якості.

Складання виробів з деревини являє собою складний і трудомісткий технологічний процес, оскільки від його виконання залежить довговічність, міцність і надійність виробу. В такому процесі складання окремі елементи виробу відповідним способом з’єднуються між собою з використанням як простих, так і механічних пристроїв, які в ряді випадків не можуть забезпечити потрібної точності із-за відхилення розмірів у межах допуску і потребують мобілізації кмітливості і кваліфікації людини.

Складання виробу в загальному вигляді розділяється між чотирма типовими етапами, а саме:

– утворення каркасу виробу;

– підсилення жорсткості каркасу за рахунок кріплення до нього нерухомих елементів;

– встановлення рухомих складових частин;

– кріплення другорядних і комплектуючих виробів.

Тобто деталі при складанні з’єднуються за допомогоюгвинтів, болтів, клею, стяжок і шипових з’єднань. Найпростішим є складання за допомогою столярних в’язок на клею. В процесі складання на з’єднувані елементи деталей наноситься клей, після чого затискуються вони за допомогою склада-льних пристроїв на визначений час. При складанні використовуються розйомні і нерозйомні з’єднання. Перші забезпечуються за допомогою стяжок різних конструкцій і болтів, другі – клеєнням.

Можна сказати тут й про те, що складання поділяється на стаціонарне і рухоме. При стаціонарному складанні виріб знаходиться нерухомим на одному місці, він не змінює свого положення і положення базової деталі або складальної одиниці, тобто є незмінним, що дозволяє полешити працю за рахунок застосування універсальних пристроїв. При стапельному складанні застосовується вузькоспеціалізоване обладнання, назване «стапель», що дозволяє робітникові за кожним підходом виконувати операції точно й за короткий час, бо стапель, як робоче місце, оснащений пристроями, які інтенсифікувати працю, тобто дозволяють подавати деталь і складальні одиниці в зону складання, фіксувати їх у певному положенні і т. ін. В цьому сенсі рухоме складання може бути структурно потоковим чи непотоковим. При потоковому, тобто конвеєрному, складанні кожна операція виконується у термін визначеного часу, який повинний дорівнювати ритму праці. Виріб, який складається, може переміщуватися на конвеєрі з одного робочого місця на інше в залежності від технологічної потреби – безперервно чи переривисто, а обслуговує його робітник, що орієнтований на вузьку спеціалізацію і на виконання операції за встановленим ритмом.

У табл. 4.10 надана оцінка доступності для пенітенціарної системи держави операцій і робіт столярно-меблевого виробництва.

Операції, роботи і технологія виробництва фанери з позиції використання потенційних можливостей пенітенціарної системи держави пов’язуються з наступним. Фанерою називаються тонкі дерев’яні пластини чи листи, які за-стосовуються у будівельному і столярному виробництві. Залежно від способу виробництва розрізняється два види фанери – ножова, чи ще її називають «облицювальна» і клеєна. Тут же скажемо, що фанера ножова виготовляється для оздоблення столярно-меблевих виробів з твердих і цінних порід деревини, серед яких деревина горіха, дуба, червоного дерева, ясеня, зрі-зуючи тонкі листи, з яких на спеціальних фанерно-стругальних верстатах. Найбільш доступною для пенітенціарної системи держави є клеєна фанера, яку треба виготовляти з трьох і більше шарів лущеного шпону, що склеюються між собою таким чином, що волокна суміжних шарів перехрещуються. Якщо розглядати механічні якості виробленого матеріалу, то стає ясним, що розміщення волокон надає йому більш рівномірної міц-ності, а, окрім того, й рівності поверхні.

Технологічний процес виробництва клеєної фанери складається з таких основних операцій, якими є розпилювання колоди на кряжі, пропарювання кряжів, знімання кори з кряжів, лущення шпону, розрізання шпону на листові заготовки, сушіння шпону, нанесення клею на шпон, заготівля листів чи пакетів і їх склеювання під тиском, обрізка кромок, усунення дефектів та оздоблення і пакування продукції фанери. Керуючись таким, виробництво складається з пропарювального відділення, лущильного цеху, сушильного відділення, клеїльного цеху і цеху остаточної обробки. Технологічний цикл простий: з пропарених розм’яклих кряжів знімається кора і сировина подається на лущильний верстат, що являє звичайний тип токарного верстата з обертовим шпінделем і поперечним супортом, на якому закріплений у вигляді різця довгий ніж з притискним пристроєм, що дозволяє зрізати стружку шпону заданої товщини. Для сировини використовується деревина берези, вільхи, дуба, липи, осики, смереки, сосни і ялини. Листи клеєної фанери виготовляються за держстандартами довжиною від 1220 мм до 2440 мм, шириною від 1220 мм до 1520 мм і товщиною від 1 мм до 19 мм. Листи фанери товщиною понад 12 мм мають назву фанерної плити. Є й інші види фанери, що є спеціальною фанерою, а саме: армованою, що обклеєна листовим металом, венірованою, що обклеєна з двох боків або з одного шпоном цінної породи, вогнетривкою і водотривкою, що покрита водотривкою хімічною сполукою, галалітом, пластмасою і покрівельною, що обклеєна папером, напитаним розчином, що відбиває вологу.

У табл. 4.11 надані результати аналізу доступності для пенітенціарної системи держави операцій і робіт по виробництву фанери.

Операції, роботи і технології хімічної переробки деревини з позиції використання потенційних можливостей пенітенціарної системи держави пов’язуються не з усім спектром, бо виробництво здійснюється на підприємствах хімічної переробки деревини, де виробляється деревне вугілля, ефірна олія, каніфоль, карбамід, кормові дріжджі, метиловий спирт, оцтова кислота, скипидар, формалін і т. ін. Тобто виробництва за змістом складні, але позитивним для дослідження є складова його фізичної тяжкості, за якою і сприймається найчастіше праця ув’язненого.

Не вдаючись у фізичну сутність застосування виробленого продукту, розглянемо окремі способи їх виготовлення.

Методами хімічної переробки деревини, а це дрова, тирса, сучки, пеньки, тріски і т. ін., виступають суха перегонка, гідроліз та каніфольно-скипидарне виробництво. В них використовується те положення, що хімічний склад деревини залежить від її породи, в той час як елементарний склад для всіх порід майже однаковий. Рослинна тканина деревини складається з целюлози (40-50%), геміцелюлози (17-30%), барвників, дубильних речовин, лігніну і смол (3-8%).

Суха перегонка деревини, що ще називається інакше «піроліз» – це виробничий процес розкладання деревини на складові, що наступає при нагріванні її до 450-550°С без доступу кислороду. При сухій переробці деревини утворюється деревне вугілля і леткі продукти, що при охолодженні дають надсмольну воду, а саме: ацетон, дьоготь, метанол і розведену оцтову кислоту, тобто складну суміш органічних речовин. У залежності від породи деревини і технології сухої перегонки можна одержати деревне вугілля

потрібної якості, що є ефективним паливом для виплавляння високоякісного чавуну.

Гідроліз деревини – це виробничий процес хімічної переробки деревини з метою оцукрення целюлози за методом її обробки водою і мі-неральними кислотами при підвищеній температурі. Розрахунки спрямовані на активність процесу розщеплення целюлози, що міститься в деревині, внаслідок чого утворюється глюкоза, коли тирса нагрівається в автоклаві з 0,1% водним розчином сірчаної кислоти чи коли на деревину впливають висококонцентрованою соляною кислотою (41%), яка перетворюється у білкові дріжджі, етиловий (винний) спирт, фурфурол чи інший продукт.

Каніфольно-скипидарне виробництво – це виробничий процес комплексного виокремлення цінних речовин, що містяться в сировині і відходах лісопилення і деревообробки, гідролізним методом, де сировиною є живиця, яку видобувають із сосни, і смола старих пеньків хвойних дерев. Наприклад, смола з пенькового осмолу видобувається засобом первинної перегонки, очищення і другої перегонки, що дозволяє виокремити легкокиплячий скипидар і каніфоль.

Як випливає з наведеного, розглянуті технології на перший погляд складні, але їх виконання апаратне, а тому й доступне. У табл. 4.12 наведена оцінка доступності для пенітенціарної системи держави операцій і робіт з хімічної перегонки деревини.

Але з цією схемою переробки деревини пов’язуються ще й технології целюлозно-паперової промисловості, тобто виробництво картону і паперу – що являє собою теж сукупність виробничих процесів, пов’язаних з виготовлен-ням з деревини волокнистих матеріалів-фабрикатів листоподібної форми, що є папером, і целюлози, що є напівфабрикатом для послідовного виробництва кіноплівки, лаку, пластмаси, пороху, штучного волокна і т. ін. Трудномістка структура такого виробництва подає надію на потенційні можливості застосування праці ув’язнених.

Треба загострити увагу на тому, що целюлозно-паперова промисловість виробляє папір найрізноманітніших видів і для різного цільового призначення, а саме того його різновиду, що використовується для друкування, креслення, малювання, писання, а також інші його різновиди електроізоляційного, картонного (будівельний, взуттєвий, ізоляційний, коробковий, палітурний), обгорткового, пергаментного, промислово-технічного, світлочутливого, цигаркового походження. Найчастіше для виробництва паперу використовуються наступні волокнисті матеріали, а саме: деревна і солом’яна маса, солом’яна целюлоза і макулатура, а також у виробництво добавляється ганчір’я, з чого виготовляється волокниста маса. Застосовується механічний спосіб перетирання деревини на спеціалізованих деревотерках, щоб можна було виконати сортування, очищення від крупних включень і часток і відбілення.

Стійкість сировини до хімічних реагентів, які застосовуються для виділення целюлози, дозволяє включати реагенти, за якими визначаються кислий, лужний чи комбінований метод виробництва целюлози. Серед кислих способів найбільше поширений сульфатний, за яким целюлоза добувається з деревини малосмолистих порід (бук, смерека, ялина). Технологічно таке виглядає наступним чином: стовбур, з якого знято кору, подрібнюється на тріски, що варяться у розчині бісульфіту кальцію в герметично закритих котлах при температурі 150°С під тиском (5-8)106 Па до 12-ти годин. Для отримання паперової маси деревна волокниста маса змішується зі свіжою целюлозою у відповідній пропорції. Так, для виготовлення паперу для писання змішується 50% деревної маси і 50% целюлози, для виготовлення газетного паперу – 70% деревної маси і 30% целюлози.

Щоб папір був відповідної друкарської якості, то до паперової маси додаються наповнювачі, серед яких каолін, крейда, проклеювальні ре-човини (найчастіше каніфольний клей) і тальк. Паперова маса, що є максимально розрідженою волокнистою масою, подається на папереробну машину, і після проходження через пісочницю і вловлювачі видається рівномірним шаром на сітку чи сітчасті циліндри. Під час руху сітки значна частина води механічно зтікає зі столу машини і відсмоктується вакуумними насосами, що розташовані під сіткою. Швидкість руху такої сітки регулюється, залежить від сорту вироблюваного паперу і найчастіше дорівнює 50-220 м/хв, але якщо йдеться про вироблення масових сортів паперу, то папероробні машини працюють іще із більшою швидкістю – у 400-500 м/хв і, навіть, більше. За такої дії зневоднена паперова маса осідає на сітці, утворюючи полотно паперу певної товщини, що надходить до пресу, де з нього видавлюється решта вологи, у сушильних барабанах просушується, у каландрах глянцюється, на саморізках розрізається на аркуші потрібного формату, сортується і підлягає упаковці.

Для виробництва картону використовується такий же самий волокнистий матеріал, що й для виготовлення паперу, але до нього нерідко додається азбест чи вовна. Картон і цупкий сульфат-целюлозний папір широко використовуються для виготовлення мішків, пакетів, тари, упаковки і суцільнолитих паперових виробів. Такі вироби виготовляються вакуумним чи компресорним способом, нашаровуючи волокна на форму, що заготовлена з перфорованих пластин, покритих густою сіткою. Загалу відомі безшовні паперолиті вироби різноманітних форм і розмірів у вигляді відра, підносу, пляшки, склянки, тарілки, флакона чи ящика.

Треба визначитися також ще і з тим, що виробництво паперу і картону викидає в очисні споруди і середовище життєзабезпечення значну масу забрудненої води, що є ще одним предметом застосування праці ув’язнених, якщо йдеться про її очистку. У табл. 4.13 надані результати аналізу доступності для пенітенціарної системи держави операцій і робіт целюлозно-паперового виробництва.

Операції, роботи і вироби з деревини, що здійснюються у межах казенних підприємств пенітенціарної ситеми держави різноманітні. Основні з них, це сушіння деревини, розкроювання деревини на заготовки, механічна обробка чорнових заготовок, склеювання і личкування, надання деталям

остаточної форми і розмірів, складання деталей у вузли, механічна обробка вузлів, повторна механічна обробка, складання вузлів і деталей у вироби, опорядження, надання кінцевого вигляду виробу, а також пиляння деревини, коління дров, вироблення деревного вугілля, створення виробів народної творчості і т. ін.

Спочатку звернемо увагу фахівців на загальних положеннях галузі, де можуть працювати ув’язнені. Будівельна галузь включає:

– будівельні організації, що здійснюють будівельні роботи;

– монтажні організації, що здійснюють монтаж енергетичного, тех-нологічного, транспортного та ін. обладнання;

– науково-дослідні і проектно-конструкторські організаціїї будівельного призначення;

– підприємства з виробництва будівельних виробів і конструкцій;

– підприємства з технічного обслуговування і ремонту будівельних машин і механізмів;

– осередки виробничо-технологічної комплектації і такі інші організації.

Будівельне виробництво – виробництво будівельних виробів, конструкцій, матеріалів, машин і технологічного обладнання для будівництва і сміжного капітального ремонту і технічного обслуговування будівельних агрегатів, вузлів і машин, – є головною ланкою комплексу, що безпосередньо створює кінцевий продукт, де здійснюється матеріально-технічне постачання, виробничо-технологічна комплектація, науково-дослідні і проектні організації і підготовка кадрів – допоміжною ланкою, що забезпечує його розвиток і функціонування. І там, і там є робота для малокваліфікованих працівників, що доступно для пенітенціарної системи держави.

За матеріально-технічною основою будівництво утворюють підприємства і господарства будівельної індустрії, будівельно-монтажних корпорацій, осередки механізації й автотранспортні підприємства, що обслуговують безпосередньо будівництво, ремонтні утворення будівельних машин і автотранспорту, складські господарства будівельних організацій, об’єкти виробничо-обслуговуючого призначення і т. ін. Все це із-за складності основних робіт і функцій, ставить під сумнів саму можливість втручання пенітенціарної системи держави у таке середовище, оскільки воно споживає інтелектуальну і творчу працю. Тому презентація матеріалу за досліджуваною сферою у патетичному стилі недоречна і треба вести мову, якщо йдеться про названі середовища про ті тільки види робіт, що допоміжні і підсобні, де превалює тяжка фізична і неприваблива праця. За такої умови досягти позитивного результату можна, якщо зосередитися на виробництві залізобетонних конструкцій, конструкцій і виробів з легких, силікатних і ніздрюватих бетонів, керамічних матеріалів і виробів зі скла, дерев’яних і металевих конструкцій, монтажних вузлів і деталей і т. ін., а також на допоміжні і підсобні роботи. Тому перейдемо до конкретних операцій, робіт і технологій і розглянемо їх за наведеною послідовністю.

Операції, роботи і технології виготовлення стінової будівельної кераміки і виробів зі скла з позиції використання потенційних можливостей пенітенціарної системи держави пов’язується з наступним.

Серед будівельних матеріалів будівельна кераміка найбільше поширена, бо для її виробництва використовуються полікристалічні матеріали, які отримуються спіканням природної глини і її сумішей з мінеральними домішками, оксидів металів і інших тугоплавких сполук, що природно розповсюджуються по території України в достатній кількості. Продуктом виробництва є цегла і керамічні вироби. Їх сировинною основою є глина та додаткові до неї матеріали.

Глина – це осадова незцементована порода, яка складається переважно з глинистих мінералів і за фракційним складом являє собою споживчий тонкодисперсний порошок, у якому головними є мінерали групи каолініту – діккіт, каолініт, накріт, чи групи монтморилоніту – бейделіт, ілліт, монтморилоніт. Найпоширенішими в будівельній кераміці є легкоплавкі глини (до 1350 °С), які мають досить різноманітний мінералогічний склад і вмішують в свою основу не більше 18 % глинозему і до 80 % кремнезему, інші є тугоплавкими (до 1580 °С) і вогнетривкими (вище 1580 °С).

Технологічний процес виготовлення кераміки базується на таких хара-ктеристиках глини як пластичність за чим криється здатність її до зберігання форми, яку виріб отримує у вологому стані на первинній стадії обробки. За такою ознакою глина поділяється між групами, а саме: високопластична, середньопластична, помірно пластична, малопластична і непластична.

Додаткові матеріали дозволяють змінювати чи регулювати властивості і сировинної маси, і продукції з неї. До них належать: поверхнево-активні речовини і високопластична глина, що повинні покращувати формувальні властивості сировинної маси, вугілля, зола і металургійний шлак, що повинні покращувати умови випалювання, дегідратована глина, тирса і шамот, що повинні сприяти процесу сушіння, бій скла, залізна руда і піритні недогарки, що повинні підвищувати міцність і морозостійкість виробу, барвники, кухонна сіль і рідке скло, що повинні покращувати колір виробу, запобігати солоутворенню, нейтралізувати вапнякові включення і т. ін.

Основні технологічні операції виготовлення кераміки зводяться до підготовки сировини, формування, сушіння сирцю і випалювання виробу. Розглянемо їх за змістом.

1. Зміст підготовки матеріалів і спосіб їх формування у значній мірі залежать від складу і властивостей сировини, виду виробу і обсягу виробництва, але такі розбіжності зникають при виконанні інших названих операцій сушіння і випалювання. Оскільки реєструється залежність глини від характерної для неї пластичності, то і спосіб підготовки сировини буває пластичним, напівсухим чи шлікерним, а саме:

а) пластичним способом підготовки сировинної маси включаються в переробку високопластичні, тобто жирні глини. Основними технологічними операціями є грубий помел глини і вилучення кам’янистих включень, змішування глини з тирсою, висушеними відходами вуглезбагачення і іншими включеннями і доведення сировинної маси до формувальної вологості у 18-25%, тонкий помел сировинної маси, вилежування і витримка сировинної маси і наступне формування виробу, сушіння виробу, випалювання виробу;

б) напівсухим способом підготовки сировинної маси включаються в переробку глини низької пластичності і незначної вологості. Основними технологічними операціями є грубий помел сировинної маси, сушіння її, тонкий помел її, зволоження її до 12%, просування для напівсухого пресування, випалювання виробу. Перевагою такого засобу перед описаним вище пластичним способом є те, що виключається з обігу операція по сушінню сирця, за рахунок чого значно зменшується загальна тривалість виготовлення виробу;

в) шлікерним способом підготовки сировинної маси включаються в переробку такі глини, що характеризуються підвищеною вологістю, краще розмокають у воді і містять кам’янисті включення, які треба виводити в обов’язковому порядку. Основними технологічними операціями є грубий помел глини і видаленням з неї кам’янистих включень, розпуск глини або помел з метою отримання шлікеру вологістю у 68-95% і густотою у 1,12-1,18 г/см3, видалення з сировинної маси крупних часток за допомогою сита і отримання суспензії, яка дає на ситі нормований залишок обезводнення шлікера, переміщення шлікера в змішувачі і зволоження його до такої вологості, за якою забезпечується виконання технологічних умов пластичного чи півсухого пресування і сушіння виробу. Окрім того, такий технологічний засіб може бути здійсненним як з обезводженням, так і без обезводження.

На таких операціях, що здійснюються механічним способом, праця ув’язненого малоймовірна, бо застосовується напівавтоматичне обслуговування процесів. Наприклад, принцип дії баштової розпилювальної сушарки полягає в тому, що глиняна суспензія по трубопроводній магістралі пересувається на розпилювач у вигляді диска, що обертається. Суспензія обдувається знизу у гору гарячим газом, що подається з сушарки. За час проходження сировинної маси згори до низу глина висушується повністю і осідає. У вигляді порошку вона транспортується до іншого процесу з метою подальшого виготовлення формувальної суміші. Наступний приклад підтверджує сказане: тонкий помел сировинної маси найчастіше здійснюється з використанням гладких вальців тонкого помелу, і чим більше – 2-3 пари цих вальців – тим кращі характеристики помелу досягаються, як результат подрібнення. Тобто, взятий для демонстрації приклад – це теж механічний процес. Реальним ресурсом для застосування праці ув’язненого мають операції:

а) по зволоженню глиняної маси, що треба виконувати два рази – один раз на початку переробки, а другий – перед формуванням;

б) при перемішуванні сировинної маси;

в) у процесі формування і пресування керамічної маси;

г) при декоруванні виробу, коли виконуються роботи по нанесенню декору чи спеціального шару матеріалу з метою надання виробу привабливості чи декоративної властивості.

Остання позиція робіт має широкий спектр операцій, бо існує декілька видів декорування виробу, а саме: декалькоманія, друк, кольорове однотонне, мармурове, нанесення декору в електростатичному полі, рельєфне, штамп. Назвемо їх і опишемо зміст.

1) декалькоманія. Означає перенесення малюнка з паперу на керамічний виріб, що дозволяє отримувати кольорову кераміку з візерунком. За технологією малюнки спочатку наносяться на паперову стрічку у вигляді рулону за допомогою спеціального клею, а потім цей папір притискується до гарячої поверхні кераміки при температурі у 125-145°С, щоб клей розм’якшився і малюнок відтворився на виробі;

2) друк, чи ще інакше серіографія. Передбачає отримання як однокольорових так і багатокольорових малюнків. Він включає наступні технологічні операції: виготовлення фотографічного знімка малюнка, виготовлення трафарету, виготовлення зв’язуючих та мастик, нанесення малюнка на кераміку з використанням трафарету, операції поливу і випалю-вання. Малюнок наноситься на кераміку, яка потім випалюється, за наступною схемою. За заданим візерунком малюнка виготовляються діапозитиви, що відповідають кожному кольоровому його елементу. Далі за фотомеханічним способом виготовляються сітки-трафарети на капронових чи шовкових сітках, які покриваються світлочутливою емульсією. Кожний діапозитив контактним способом світлокопіюється на сітку-трафарет, що обробляється спеціальним розчином для закріплення малюнка. За такою послідовністю для однокольорового малюнка готується одна сітка, а для багатокольорового – для кожного кольору окремо сітка. Завершується операція продавлюванням крізь кожну сітку-трафарета фарби;

3) кольорове однотонне декорування. Застосовується фарба, а вироби отримуються за методом поливу їх фарбою;

4) мармурове декорування. Дозволяє виробляти мармуровидні плитки за засобом набризкування різних фарб, які при змішуванні утворюють на виробі мармуровидний малюнок;

5) нанесення декору в електростатичному полі, рельєфне декорування і оздоблювання штампом. Виконується з застосовунням приладів. Щоб скоротити виклад матеріалу, скажемо тут тільки про декорування штампом: так, штамп виконується з застосуванням валика з рельєфним малюнком, що прокочується по керамічній плитці із свіжонанесеною поливою і переносить на неї малюнок, що є рельєфним. Під час такої процедури частина поливу витискується валиком, за рахунок чого, власне, і утворюється контрасний малюнок. Ці методи дозволяють удосконалити обробку керамічних виробів і приблизити виробництво за змістом до масового. Так саме і рельєфне декорування відтворюється за рахунок нанесення рельєфного малюнка під час пресування виробу.

Щоб завершити тут мову про технологічні основи керамічних виробів, наведемо дані про вироби із скла.

У державі випускають масоволистове будівельне скло товщиною від 1 до 15 мм і використовується воно для оснащення вікон будинків, дверей, перегородок і облицювання різнорідних фасадів. Воно може бути армованим, візерунковим чи полірованим. Крім того, до листового скла відносяться також дзеркальне скло, килимово-мозаїчні скляні плитки, склоблоки, скломармур, склопакети, склопрофілі, стемаліт, тобто архітектурно-будівельні вироби. Щоб відволіктися від другорядних пояснень технологічного характеру, визначимося з тим, що кожний продукт, виготовлений із скла, має свої властивості і знаходить відповідного споживача, що не є предметом розгляду, а для даного дослідження важливими є операції, процеси і роботи, що можуть бути виконані ув’язненими пенітенціарної системи держави. Вони достатньо розгалужені і зводяться до наступного.

Виробничий процес виготовлення виробів із скла включає наступні ос-новні операції, а саме: підготовка скляної шихти до варіння скла, варіння скла, формування виробу, відпалювання виробу і його загартування. Розглянемо їх за змістом.

1. Підготовка скляної шихти до варіння скла – це відповідальний технологічний процес підготовчого характеру, що полягає в сушінні, просіюванні, помелі компонентів сировинної маси, видаленні з неї домішок, що містять залізо, і збагаченні. Процес цей не простий, бо треба зварити скло з відповідним заданим хімічним складом. Хімічний склад скла визначається як за вимогами до виробу, так і особливостями технології його одержання. Наприклад, збільшення вмісту кварцевого піску приводить до більш в’язкого розплаву й більш термостійкого і хімічно стійкого скла, а чим більше амфотерних оксидів, лугів і кислот у склі, тим нижче в’язкість розплаву і гідролітична стійкість скла; наявність домішок, якими є оксид заліза зменшує світлопрозорість скла і т. ін.

Сировинні матеріали для виробництва скла за технологією підготовки сировинної маси поділяються на основні і допоміжні. До основних матеріалів, а це кварцевий пісок, піщаник, жильний кварц, кварцити, пиловидний кремнезем, вапняк, кварцити, доломіти, пегматит, польовий шпат, кварцити, сода і т. ін., відносяться такі, що створюють необхідне співвідношення між кислотними й основними оксидами. Допоміжні матеріали, а це барвники – оксиди бору, міді і свинцю,, що додають певного кольору склу, глушники – фосфорнокислі і фтористі солі, що розподіляються в склі у вигляді дрібних часток, розсіюють світло і утворюють скло молочно-білого кольору, знебарвлювачі – закис і оксид нікелю, з’єднання марганцю і селен, що усувають фарбування скла від оксидів заліза, а знебарвлення скла відбувається за рахунок надання йому додаткового фарбування, що утворює білий колір, освітлювачі – селітра і триоксид миш’яку, що сприяють видаленню газових включень із розплаву, і прискорювачі – сполуки бору, фтору і хлору, що прискорюють процес варіння скла і вводяться також для посилення або ослаблення спеціальних властивостей скла, тобто це ті речовини, що створюють відновлюване або окислювальне середовище в скляній шихті, розплаві і навколишній грубній атмосфері і ті речовини, що прискорюють процеси склоутворення і знебарвлення скломаси, чи, навпаки, забарвлюють скло.

Способи видалення із розплаву домішок наступні: механічне промивання піску водою, видалення заліза з піску хімічними речовинами, на-приклад, щавелево-кислим натрієм, відтирання плівок гідрооксиду заліза у водяній суспензії від зерен піску при інтенсивному перемішуванні в змішувачах, флотація, за якою частки розділяються за густиною, флотовідтирання, що є комбінацією окремих способів, і, нарешті, магнітна сепарація, за впливом на мінерали якої виокремлюються частки з різними магнітними властивостями (наприклад, гідроксиди заліза, магнетит, пегматит і т. ін.).

Після очищення, збагачення, сушіння і помелу нормовані компоненти сировинної маси перемішуються, за рахунок чого і одержується скляна шихта. Щоб уникнути розшарування на час зберігання, шихту брикетують або гранулюють. При гранулюванні в якості в’яжучої речовини використовується переважно вапно, їдкий натрій, рідке скло.

2. Варіння скла – це провідний технологічний процес, застосовуючи який порошкоподібна шихта перетворюється на рідку скломасу, яка інакше називається розплав. Він здійснюється в декілька стадій, за якими процес розділяється на стадії умовно за наступним змістом: силікатоутворення, склоутворення, освітлення, гомогенізація і охолодження продукту, тобто розплаву скла. За таким, як силікатоутворення, так і інші названі стадії, відбуваються на основі теплотворення, тобто завдяки нагрівання шихти, і технологічна дія характеризується фізико-хімічними процесами, внаслідок яких з кристалічної порошкоподібної речовини утворюється розплав скла. За сприянням вапняків, карбонату натрію і ін. складових на описані процеси накладається їх термічна дисоціація і хімічна взаємодія оксидів із силікатною речовиною шихти, кінцевим етапом яких при температурі, що є близькою до 1200°С, розпочинається синтез силікатів кальцію і натрію в розплаві, що утворився.

Нагрівання цієї маси до температури 1450°С і вище визиває роз-чинення зерен кварцу в силікаті натрію і перехід сировинної маси в розплав. На стадії освітлення, чи ще її називають «дегазація», досягається зниження в’язкості скломаси, для чого підтримується температура на рівні 1400-15000С. Пузирі газу видаляються з розплаву і освітлення закінчується, а процеси, що на цій стадії здійснюються, пов’язуються з гомогенізацією, яка полягає в утворенні однорідного розплаву і ліквідації гетерогенних шарів завдяки тривалому витримуванню розрідженої маси тонко подрібненої шихти і ретельного її перемішування і рівномірного розподілу при завантаженні в пекти. Стадія охолодження скломаси завершує процес скловаріння: розріджена маса, що охолоджується, набуває підвищеної в’язкості і при настанні відповідної температурної межі здійснюється операція формування виробу.

3. Формування виробу із скла – це теж відповідальний технологічний процес, що здійснюється виключно за найбільш поширеними технологічними способами – човниковим і безчовниковим. За човниковим способом скломаса після охолодження надходить у підмашинну камеру ванної печі, де розташований поплавок-човник, що плаває на поверхні розплавленого скла, і при виході човника з щілини утворюється «цибулина», з якої, власне, і витягується стрічка скла, що охолоджується. За безчовниковим способом стрічка витягується по вільній поверхні скломаси, а її борти формуються за сприянням роликів примусового приводу, що розташовані вертикально чи горизонтально.

4. Відпалювання виробу – це технологічний процес теплової обробки скла, тобто за його нагрівом, з наступним повільним і рівномірним охолодженням виконується для зняття внутрішнього напруження. Така обробка, власне, і називається відпалюванням, за якою криється закономірність: чим менша в’язкість скла при відпалюванні і відповідно вища температура, тим швидше усувається залишкове напруження. Розрізняється верхня і нижня температура відпалювання. Верхня температура, а для більшості будівельного стекла верхня температура відпалювання відповідає 520-530°С, протягом трьох хвилин знімає до 95% всіляких напружень, а нижня температура, що приймається у діапазоні значень 470-480°С, за три хвилини знімає ще до одного проценту напружень.

4. Гартування виробу зі скла – ця остання технологічна операція, призначається для збільшення його міцності завдяки видаленню залишкових рівномірно розподілених напруг, що присутні у склі. Виконується вона на основі нагрівання скла до вищої температури відпалювання і наступного швидкого і рівномірного охолодження.

Ще треба сказати й про технологічний процес випалювання, який застосовується для створення полірованої поверхні скла і має особистісні відмінності. За таким процесом зі скловареної печі скломаса виливається на розплавлене олово і утворює шар скла товщиною до 6 мм. Одержувана у такий спосіб стрічка скла не стикається при формуванні з твердими деталями. Під час руху по поверхні розплавленого олова стрічка скла до кінця ванни охолоджується з рівня 900°С до рівня 600°С і, відокремившись від олова, надходить у піч відпалювання.

У табл. 4.14 надані результати аналізу потенційних можливостей застосування праці в’язнів пенітенціарної системи держави за дослідженим напрямком. Але розгляд виготовлення неметалевих мінеральних виробів будівельного призначення на цьому не завершується, бо ще є широка сфера технологій виробництва в’яжучих матеріалів і бетонних виробів. За цим напрямком криються групи мінеральних в’яжучих речовин і виробів з них, а саме: групи будівельного вапна, гіпсових в’яжучих речовин і цементу, силікатної цегли і каменю.

Операції, роботи і технології виготовлення неметалевих мінеральних виробів, що пов’язуються з мінеральними в’яжучими речовинами. У якості мінеральних в’яжучих речовин сприймаються у будівництві тонкоподрібнені порошки, що утворюють при змішуванні з водою пластичну масу, яка під впливом фізико-хімічних процесів переходить при затвердінні у каменеподібний стан. Ця властивість в’яжучих речовин використовується повсемісно для приготування розчину бетону, безобжигових штучних кам’яних матеріалів і виробів, в яких в’яжуча речовина є основою. Мінеральні в’яжучі речовини розрізняються за властивостями повітряного, гідравлічного чи автоклавного тверднення: група повітряних в’яжучих речовин, а це гіпсові і магнезіальні в’яжучі, повітряне вапно і силікатне рідке скло, твердіє і належним чином зберігається і підвищує свої якості в сухих середовищах; група гідравлічних в’яжучих речовин, а це гідравлічне вапно, глиноземистий цемент, портландцемент і його різновиди, пуцоланові і шлакові в’яжучі, зберігають свої якості в усіх відомих середовищах, тобто в

надземних, підземних і підводних; група в’яжучих речовин автоклавного тверднення, а це вапново-кремнеземисті в’яжучі, на основі яких виробляється силікатний бетон та силікатна цегла, зберігає свої якості на основі застосування при їх обробці підвищеного тиску насиченого пару в 0,8-12 МПа і температурі 170-200 °С. Технологія виготовлення гіпсових в’яжучих речовин засновується на витримці температурного режиму, за яким виробляються низьковипалювальні і високо випалювальні продукти, між якими є різниця. Низьковипалювальні гіпсові в’яжучі речовини, а це будівельний, формувальний і високоміцний гіпс, виготовляються при нагріванні сировини двоводного гіпсу до температури у 150-160°С, частковою дегідратацією двоводного гіпсу і розкладом його у напівводний гіпс, а високо випалювальні, а це ангідритовий цемент і естрих-гіпс – при випалі при температурі доу 700-1000°С двоводного гіпсу з повною втратою хімічно зв’язаної води і утворенням безводного сульфату кальцію. Сировиною для виробництва гіпсових в’яжучих є природний гіпсовий камінь, природний ангідрид і відходи хімічної промисловості, що містять двоводний або безводний сіркокислий кальцій.

Технологічний процес виробництва гіпсу складається з подрібнення, помолу і термальної обробки гіпсового каменя. Розглядається декілька технологічних схем виробництва гіпсового в’яжучого продукту, що пов’язується з взаємодією у часі двох операцій, коли помел передує випалюванню, помел відбувається після обпалювання, помел і випалювання відбуваються разом в одному апараті. Останній спосіб має назву випалювання гіпсу в зваженому стані.

Оскільки технологічний процес механізований, то оцінці підлягають роботи по подрібненню гіпсового каменя, його погрузці, транспортуванню і розгрузці, пакетуванню і погрузці продукту.

Технологія виготовлення будівельного вапна пов’язується зі здійсненням температурного нагріву сировинного матеріалу, в результаті чого одержується шляхом випалу продукт за рахунок того, що з кальцієво-магнієвих гірських порід вапняку, доломіту і крейди вилучається вуглекислота. Для виробництва тонкодисперсного будівельного вапна негашене вапно обробляється водою, а у разі потреби й розмелюється, попутно вводяться мінеральні добавки у вигляді гранульованого доменного шлаку чи кварцевий пісок чи ін. Будівельне вапно призначається для приготування будівельних розчинів і бетону, в’яжучих матеріалів, блоків, будівельних виробів і штучних каменів. У залежності від середовища твердіння будівельне вапно розрізняється як повітряне, середовище якого забезпечує твердіння будівельного розчину і бетону і збереження ними міцності в повітряно-сухих умовах, і гідравлічне, середовище якого забезпечує тверднення розчину і бетону і збереження ними міцності і на повітрі, і в воді. За хімічним складом основного оксиду повітряне вапно буває доломітове, кальцієве і магнезіальне, що негашене швидкого – не більше 8 хв., середнього – не більше 25 хв. чи повільного – більше 25 хв., гасіння і гідратне; гідравлічне вапно є слабогідравлічне і сильно гідравлічне, комове без добавок і з добавками, порошкоподібне молоте і гідратне.

Технологічний процес отримання вапна складається з видобутку вапняку в кар’єрах, бо будівельне повітряне вапно виробляють з кальцієво-магнієвих карбонатних порід, його підготовки за операціями подрібнення і сортування і саме обпалювання. Після обпалювання здійснюється помол комового вапна, що завершується отриманням молотого негашеного вапна, а після гасіння комового вапна водою – гашеного вапна. Тобто основним виробничим процесом добування вапна є обпалювання, при якому вапняк декарбонізується і перетворюється на вапно як результат хімічної реакції. Дисоціація карбонатних порід супроводжується абсорбцією тепла. Оскільки далі реєструються суто механічні і хімічні процеси, то розгляд їх у цьому дослідженні недоречний. Скажемо тут тільки про те, що комове вапно транспортується «навалом», при єдиній умові витримки його захисту від забруднення і зволоження, молоте – в спеціально виготовлених паперових мішках і металевих закритих контейнерах, а вапняне тісто до об’єктів застосування перевозиться у пристосованих самоскидах.

Технологія виготовлення портландцементу, що є найважливішою і найпоширенішою у будівництві в’яжучою речовиною, яка затвердіває як у воді, так і на повітрі. Технологія його виготовлення пов’язується з тонким помолом опаленої до спікання сировинної суміші вапняку і глини, що забезпечує домінування в клінкері, тобто зерні до 40 мм, силікатів кальцію. Довговічність, міцність і швидкість її зростання, стійкість у різноманітних експлуатаційних умовах цементу залежать від розміру такого зерна.

Окрім того, для регулювання термінів тужавлення в звичайному цементі при помолі до клінкеру додається гіпс за об’ємом від 1,0%, але не більше 3,5% у масі цементу, що перераховується на ангідрид сірчаної кислоти, а в цементі високомарочних і швидкотверднучих сортів – від 1,5%, але не більше 4,0%. Тобто ясно одне положення, що портландцемент виготовляється на заводах з різноманітних видів природної сировини і за різними технологіями обробки сировини, бо відрізняється вона як за хіміко-мінералогічним складом, так і за властивостями. Вимоги стандарту не можуть врахувати у повній мірі деякі властивості цементу, що є важливими для будівництва: це первинно деформативна спроможність, інтенсивність тепловиділення, морозостійкість і стійкість цементного каменя в агресивному середовищі. Однак значну роль відіграє мінералогічний склад клінкеру, що має прямий зв’язок з фізико-механічними властивостями порт-ландцементу і дозволяє розробляти його для бетону з нормованою експлуатаційною якістю. Таке для пенітенціарної системи держави є як позитивним, так і негативним явищем. Розглянемо технологічні операції.

Технологічний процес виробництва портландцементу складається з наступних операцій, що можна виокремити: видобутку вапняку і глини, підготовки сировинних матеріалів і добавок, що коригують їх склад і властивості, приготування однорідної суміші заданого складу, випалу суміші і помолу клінкеру в тонкий порошок разом з гіпсом, а інколи і з добавками. Здійснюється він за мокрим чи сухим способом, які говорять самі за себе: при використанні мокрого способу виробництва сировинні матеріали подрібнюють і змішуються з водою, а підготовлену таким чином суміш у вигляді шихти випалюють у печі, що механічно обертається, сухого – вони подрібнюються, змішуються без води і випалюються в сухому вигляді. Оскільки виробництво механізоване, то позитивні можливості включення у виробничий процес в’язнів обмежені.

Виготовлення силікатної цегли і каменю технологічно пов’язується з їх видом і розміром. Вони виглядають повнотілими, пористими, пористо-порож-нистими чи порожнистими, але маса потовщеної цегли у висушеному стані в жодному варіанті не повинна перевищувати 4,3 кг. Порожнини в цеглі і камені повинні розташовуватися за вимогами – перпендикулярно до лицьової поверхні. Споживаються звичайні і лицьові вироби, нефарбовані і кольорові, але головні їх якості криються за теплотехнічними характеристиками і середньою густиною, коли в сухому стані цегла і камені порівнюються за ефективністю, яка дозволяє зменшувати товщину огороджувальних конструкцій в порівнянні з товщиною стіни, що зроблена з повнотілої цегли, визначати умовно-ефективні зразки, що покращують теплотехнічні властивості огороджувальних конструкцій без зменшення їх товщини і т. ін. Тобто в розрахунки, окрім названих, включаються споживачами мотиви призначення, теплотехнічні властивості, міцність, морозостійкість, якості водопоглинання і т. ін.

Сировинні матеріали для виробництва силікатної цегли і каменю доступні бо на території України вони повсюдно поширені. Це – вапно і кварцовміщуючі речовини, що включають пісок. Найбільш якісна силікатна цегла виробляється з піску, що має не менше 50% кремнезему у вигляді кварцу, не вміщує лугів більше, ніж на 3,6%, сірчаних і сірчанокислих сполук у перерахунку на ангідрид сірчатої кислоти не більше, ніж на 2,0%, слюди – 0,5%, глинисті, мулисті і пиловидні частки, що розміром до 0,05 мм, які не перевищують 20% маси піску. Окрім того, пісок не повинний включати органічні домішки.

Зерновий склад піску теж має значення, бо пісок з зернами різної крупності добре пресується, коли дрібні зерна піску і сировинної суміші розміщуються між крупними, заповнюють порожнини, внаслідок чого підвищується густина і міцність цегли. Окрім кварцового піску, використовуються різнорідні гірські породи, золи, плавлені алюмосилікатні матеріали, суглинки, трепели, шлаки і інші відходи промисловості.

Доцільність використання у виробництві силікатної цегли того чи іншого сировинного компонента обгрунтовується відповідними техніко-економічними розрахунками. У відповідності до таких розрахунків визначається й зміст технологічного процесу такого виробництва, і складається він з дозування і попереднього змішування компонентів у суміш, витримування суміші в активному режимі гашення вапна, формування сирця і автоклавної обробки.

Сировинна суміш змішується з двох компонентів – меленого вапна і кварцового піску; для отримання цегли підвищеної міцності до складу сировинної суміші додається тонкомелений пісок. Технологічно виконується ретельний контроль загрузки нормативної долі активного вапна, бо його недостатня кількість призводить до втрати міцності цегли. Загальна кількість вапна в цеглі визначається наявністю активного оксиду кальція, якого у суміші для цегли повинно бути від 6 до 8%.

Дозування сировинних компонентів здійснюється з використанням вагових дозаторів і за циклічною, і за безперервною технологіями. Одночасно з вапном і піском у змішувач для гашення вапна вводиться вода, а для прискорення процесу подається пара і вводяться спеціальні домішки – прискорювачі. Після таких операцій сировина подається в механічну мішалку, де змішується з водою, а далі передається на преси для пресування.

Для пресування цегли застосовуються агрегати різної конструкції. За принципом подання сировинної суміші і видачі сирцю прес може бути одного з трьох типів, а саме: зі столом револьверної конструкції, що повертається періодично разом з формувальними гніздами і штампами на ви-значений кут, зі столом, що рухається періодично човниково і на якому теж розташовані формувальні гнізда і штампи і, нарешті, з нерухомим столом. У пресі із столом, що човниково рухається або є нерухомим, операції – формування, засипки суміші в гніздо, її пресування, виштовхування з формувального гнізда і зняття сирцю – здійснюються послідовно; на пресі з револьверним столом ці ж операції виконуються одночасно, і цьому сприяє конструкція, що повертає його.

Не вдаючись в вирішення питання ефективності застосування того чи іншого типу агрегатів і іншої техніки, завершимо виклад тим, що нагадаємо про те, що після пресування, сирець за допомогою спеціалізованих автоматів- укладальників вивантажується на автоклавний візок, а далі – після автоклавної обробки – цегла механічними захватами автоматично знімається, вигружається на платформу, транспортується на склад і відвантажується споживачу. В табл. 4.15 надано оцінку потенційних можливостей застосування праці в’язнів пенітенціарної системи держави за дослідженим напрямком.

Спочатку звернемо увагу фахівців на загальні положення, що відтіняють спеціально виокремлену галузь зайняття ув’язнених.

Металевий брухт, зношені конструкції, машини і механізми, що можуть бути демонтованими і розібраними на окремі деталі, які можуть стати пригодними для використання після опрацювання повторно в інших конструкціях – це сировинний матеріал, що має значну цінність для виробничого середовища пенітенціарної системи держави. Така сировина, що включає метал, підлягає у найпростіших ситуаціях наступній обробці:

а) очищенню і вилученню бруду, будівельної мінеральної речовини, окалини, іржи, резини, смоли;

б) розбиванню, розборці, розвалюванню, розвертанню, розвинчуванню, розгвинчуванню, розгинанню, розгортанню, роздавлюванню, роздиранню, роздрібненню, роздробненню, розкручуванню, розмелюванню, розминанню, розмоченню, розніманню, розпростанню, розрубуванню, розсуванню, розтрощуванню, розхитуванню, розціпленню, розчавлюванню, роз’єднанню вузлів, конструкцій, машин і механізмів;

в) вирівнюванню і розрізанню на задані куски роз’єднуваного виробу з металу;

г) вимірюванню і сортуванню за заданими величиною, об’ємом, розміром, сортом і формою похідного матеріалу з металу.

Такі дії розглядаються на первинній стадії заготовки сировини, що її можна назвати підготовчою. Вони прості за змістом і доступні для виконання всім без виключення кваліфікаційного рівня і фізичної підготовки ув’язненим пенітенціарної системи держави.

На другій стадії треба використати сировину за технологіями виробництва продукту і здійснити його передачу споживачу. Виконуються операції по:

– закручуванню, клепанню, розтяганню і розширенню площини і т. ін. металу;

– механічній обробці металу різанням;

– термічній обробці металевих виробів;

– з’єднанню металевих частин у вузли;

– складанню конструкцій і окремих вузлів в готову до споживання продукцію.

Розглянемо технологічний цикл у наведеному порядку.

За першою групою операцій технологічного циклу треба здійснювати прості операції і роботи, що є доступними для всіх фізично підготовлених ув’язнених. Керуючись їх простотою, детальний їх розгляд не проводиться, а праця зводиться до механічного закріплення відповідного навику чи уміння і не потребує кваліфікації. На таке ведеться наголос.

За другою групою операцій у технологічний цикл включаються засоби механічної обробки металу різанням, і тут вже включається і фізичний, і розумовий потенціал ув’язненого. Обробка металу різанням – це складний технологічний процес, що в металообробці є частиною виробничого процесу, виконання якого дозволяє з поверхні заготовки послідовно знімати шари металу за рахунок чого виробу придається проектні розмір, форма і чистота обробки поверхні. Виконувані операції залежать переважно від механічних пристроїв обробки і від автоматизації процесів навантаження, розвантаження і транспортування, від можливостей використання інструментів із твердих сплавів, забезпечення оптимальних форм різального інструменту і т. ін. В даному разі мова ведеться про найпростіші засоби обробки металу, що забезпечують точність виготовлення і обробки деталей для конструктивно грубих виробів.

Існує декілька способів обробки металу, серед яких найбільш поширеною у пенітенціарній системі держави є механічна обробка різанням на металоріжучих верстатах. Є й інші способи, такі, якими є анодно-механічний, електро-іскровий, електро-хімічний, лазерний, ультразвуковий, фізичний, хімічний, хіміко-механічний і ін., але оцінка їх в цій роботі не доцільна, бо обстеження казенних підприємств не виявляє факти їх застосування.

Тож найбільш поширеним способом обробки металів є механічне рі-зання, яке виконується на верстатах, що оснащені різальним інструментом. Цю технологію і розглянемо.

Обробляються деталі різного розміру і різної фігури, а саме конічні, криволінійні, плоскі і циліндричні. Технологія наступна: для виготовлення деталі на верстаті закріплюються заготовка, що підлягає обробці, і інструмент, яким у процесі різання із заготовки зрізається зайвий метал, що отділяється від неї у вигляді стружки. Такий процес названий «точінням», за яким оброблення поверхні заготівки ріжучим інструментом виконується завдяки її обертання навколо своєї осі. Окрім точіння конічних, фасонних, циліндричних, зовнішніх і внутрішніх поверхонь, нарізається різьба. Процес точіння здійснюється як на токарних, карусельних, револьверних і розточувальних верстатах, так і на токарно-револьверних автоматах і напівавтоматах. У процесі точіння головний рух виконує заготовка, що обертається навколо своєї осі, а рух подання – інструмент.

Після точіння найбільш поширеною технологією є свердління, тобто такий спосіб виготовлення отвору інструментом, що називається свердлом. Свердління виконується як з використанням свердлильних, а інколи і фрезерних верстатів, так і з використанням токарних і револьверних автоматів. При свердлінні рух виконує як інструмент, так і заготовка. Точність розміру отвору виробу забезпечується після його зенкерування, розвертання чи розточування: зенкерування – обробка різанням стінок або вхідної частини отвору відливки, поковки чи просвердленого отвору; розвертання – обробка отворів, де потрібна висока точність і чистота поверхні; розточування використовується для обробки отворів з точними міжцентровими відстанями.

Окрім того, треба нагадати тут про стругання, фрезерування, шліфування, покриття металу і його напилення іншими сумішами. Струганням обробляються як горизонтальні, вертикальні, паралельні і похилі площини, так і різнорідні пази, канавки та фасонні поверхні за способом обробки поверхні деталі зворотно-поступальним переміщенням як інструменту, так і заготовки; фрезеруванням – оброблення плоских і криволінійних поверхонь заготовки ріжучим інструментом, що названий фрезою, яка обертається, але за поступальним рухом як заготовки, так і фрези на фрезувальному верстаті; шліфуванням – виконання обробно-доводочної операції, яка забезпечує точність до 0,002 мм і чистоту поверхні у 0,15-1,2 мкм на верстатах. Окрім того, з метою досягнення точних розмірів і високої якості виконується доводка і шліфування шліфувальним інструментом, в якості якого використовуються абразивні бруски, круги, пасти чи шкурки, що виготовляють з таких абразивних матеріалів, якими переважно є алмаз, карборунд, корунд. На казенних підприємствах шліфування застосовується частіше для обдирних робіт, тобто на підготовчій стадії при очищенні металевого брухту від бруду, іржі, резини, смоли і т. ін., але застосовуються вони й на заключній стадії виготовлення виробу у формі круглого зовнішнього, круглого внутрішнього, плоского шліфування при доводці виробу.

Покриття металу і його напилення пов’язується з нанесенням найчастіше антикорозійних покриттів, що є найпоширенішим способом його захисту від корозії. Застосовуються металеві, неметалеві і дифузійні види покриттів. Розглянемо їх.

1. Металеві покриття пов’язуються з корозієстійкими металами, такими як мідь, нікель, олово, цинк та ін., що наносяться на поверхню виробу тонким слоєм чи шаром. Розрізняються наступні способи нанесення: гальванічний, гарячого нанесення, металізація напилення і плакування. Гальванічне покриття здійснюється методом електролітичного осадження шару плівки на

виріб на основі занурення його у гальванічну ванну з розчином електроліту, де поміщений один з корозієстійких чистих металів, яким є золото, кадмій, нікель, срібло, хром, цинк чи їх сплав; за методом гарячого нанесення металевого покриття виріб занурюється у розплав корозієстійкого металу, яким є олово чи цинк та витримується нормований час, за який поверхня виробу насичується тонким слоєм металу (На казенних підприємствах цинком покривають арматуру, дріт, стальні листи, труби); металізація напилення виконується засобом нанесення металізованого антикорозійного покриття на поверхню виробу розпиленням розплавленого корозієстійкого металу, яким може бути алюміній, титан, хром, цинк, за подачею потоку стиснутого повітря на великогабаритні вироби і конструкції; плакування, що означає термомеханічне покриття і воно у середовищі пенітенціарної системи не використовується, здійснюється за методом гарячої прокатки або пресування дроту, металевих листів, плит, труб і нанесення на них тонкого шару іншого металу чи сплаву.

2. Неметалеві покриття пов’язуються з нанесенням на поверхню виробу гуми, емалі, лаку, пластмаси, мастила чи фарби. Ці покриття, що являють собою найпростіший і відносно дешевий спосіб антикорозійного захисту металу і сплаву, виконуються різними методами: їх можна наносити на поверхні виробів зануренням, розпиленням і за допомогою спеціального механічного чи ручного пристрою.

3. Дифузійні покриття, чи ще інакше вони називаються хімічними, – це одержання захисної оксидної, фосфатної, хромової чи іншої плівки, що створюється під впливом дії хімічного реагенту на метал. Така технологія обробки металу в пенітенціарній системі держави не виявлена, як не виявлений і метод оксидування, що є цілеспрямованим окисленням поверхні металічного виробу хімічним чи електрохімічним способом з отриманням окисної плівки, яка відіграє корозієзахисну або декоративну роль, і метод фосфатування, метою якого є створення на стальних виробах антикорозійно-го поверхневого шару з фосфатів заліза і марганцю, і метод хромування, за яким криється технологія насичення хромом поверхневого шару стальних виробів з метою підвищення твердості і покращення захисно-декоративних властивостей, і метод інгібіторів, що зупиняє або сповільнює корозійні процеси, якщо реєструється дія спеціальної хімічної речовини.

За третьою групою операцій виконується термічна обробка металевих виробів, що об’єднує сукупність технологічних операцій теплової дії на метал і вироби з них, які забезпечують зміцнення і перебудову структури, механічних і фізичних їх властивостей за заданими параметрами. Перед термічною обробкою ставляться різні задачі: вона може бути як проміжною операцією, що використовується для поліпшення обробки металу клепанням, різанням чи тиском, так і заключною операцією, що забезпечує заданий комплекс фізичних, механічних чи експлуатаційних властивостей, параметрів і якостей виробу.

Для термічної обробки металу використовуються структурні і фазові засоби перетворення, які відбуваються в металах і сплавах у процесі нагрівання їх до визначеної температури, витримування їх за цією температурою належний час і охолодження за визначеною схемою і швидкістю, на що розроблені наукові рекомендації. Прикінцевим результатом виступають здобутки по корозієстійкості, міцності, пластичності, твердості і такими іншими якостями заготовки, деталі, виробу.

За режимом проведення термічної обробки металу знаходять застосування наступні види термічної обробки, а саме: відпалювання, гартування, відпускання, старіння та обробка холодом. Вони пов’язані один з одним: відпалювання – це процес нагрівання металу до визначеної температури, його витримування певний час і повільного охолодження, що завершується змінами форми і розмірів зерен кристалічної будови металічної решітки, усуненням фізичної і хімічної неоднорідності, зняттям внутрішнього напруження від попередньої обробки прокатуванням, куванням чи литтям, зниженням твердості і покращенням механічних якостей для наступної обробки різанням; гартування – це теж процес нагрівання виробу до визначеної температури, достатнього витримування і швидкого охолодження, що дозволяє фіксувати відповідну структуру матеріалу і підви-щувати його твердкість; відпускання – це процес нагрівання металу до температури, що є нижчою від критичної, при якій реєструється його перекристалізація, витримування його при заданій температурі і охолодження на повітрі, у воді чи в мінеральному маслі, а сама технологічна дія дозволяє пом’якшити якості металу, що отримані після його гартування, і зазвичай знижує внутрішні напруження, зменшує крихкість і твердість, підвищує в’язкість, пластичність і пружність; старіння – це вид термообробки, що використовується для релаксації, інакше вона називається ослаблення внутрішніх напруг, що виникає за часом експлуатації як природне старіння, тобто витримування виробу на складі протягом тривалого часу в умовах дії змінних факторів, якими є вологість, температура і т. ін.., чи як штучне старіння, тобто нагрівання виробу в печі до 100-150°С і його охолодження разом з піччю. Є ще й обробка холодом – вид термічної обробки при від’ємних температурах від -60 до -70°С, що в окремих випадках здійснюється після гартування деталі, але перед відпусканням в середовищі твердої вуглекислоти, щоб надати виробу стабільної структури, очікуваного розміру і підвищити зносостійкість і твердість.

Оскільки хіміко-термічна обробка металевих виробів у пенітенціарній системі держави не реєструється, то з розгляду вона виключається. В табл. 4.16 надані результати аналізу позитивних можливостей використання в’язнів пенітенціарної системи держави на окреслених роботах.

За четвертою групою операцій, після обробки деталей різанням і доведенням їх властивостей до нормативних значень після термічної обробки, наступає період з’єднання металевих складових і частин у вузли. Розглядається вузли, у яких деталі кріпляться рухомо чи нерухомо, і від

цього залежить найчастіше ресурс освоєння роботи в’язнем, бо вибирається відповідна технологічна схема виконання виробничого завдання. Тобто є нерухомі з’єднання і до них в’язні більше пристосовані, а в цих з’єднаннях є роз’ємні і нероз’ємні вузли і деталі. Одним із способів виготовлення нероз’ємних з’єднань є зварювання, яке найлегше освоюється і використовується при виготовленні грубих конструкцій.

Зварювання – це технологічний процес утворення нероз’ємного з’єднання металу, окремих деталей, конструкцій, споруд і навіть машин шляхом їх місцевого сплавлення. Зварюванням з’єднуються як однорідні, так і неоднорідні метали і їх сплави, метали з деякими неметалічними матеріалами (наприклад, графітом, керамікою, склом) і пластмасами. Тобто цей технологічний засіб заключає в собі широкі можливості для підприємства, бо може бути застосований паралельно з іншими способами отримання нероз’ємних з’єднань клеєнням, клепанням, куванням, литтям і паянням. Окрім того, він відноситься до механізованих технологічних процесів.

Залежно від форми енергії – теплової чи механічної, що використовується для утворення зварного з’єднання, – всі технології зварювання поділяються на три класи, серед яких своє місце знаходить термічний (до термічного класу належать газовий, дуговий, електронно-променевий, електрошлаковий, лазерний, плазмовий та ін. види зварювання, здійснювані плавленням металу з використанням теплової енергії), термомеханічний (до термомеханічного класу належать дифузійний, контактний та ін. види зварювання, здійснювані з використанням і теплової і механічної енергії), механічний (до механічного класу належать види зварювання вибухом, тертям, тиском, ультразвуком та ін., здійснювані з використанням механічної енергії різного походження). Тут же скажемо про те, що: за ступенем механізації процеси зварювання поділяються на автоматичні, напівавтоматичні і ручні; у процесі виготовлення зварних конструкцій деталі розташовуються таким чином, що получаються з’єднання внапуск, кутове, стикове, таврове; за розміщенням у просторі шви поділяють на горизонтальні і вертикальні, верхні і нижні, одношарові і багатошарові і т. ін. Розглянемо технологію зварювання за показником класу.

Термічні способи зварювання основуються на властивості часткового плавлення елементів, що підлягають з’єднанню, коли кромки з’єднуваних елементів, тобто основний метал, і в більшості випадків присадний, тобто додатковий метал, розплавляються, утворюючи загальне середовище розплаву, тобто зварювальну ванну. Після віддалення джерела теплоти від зварюваних елементів залишається розплавлений метал, що твердне і утворює зварний шов, який якраз і з’єднує зварювальні елементи.

У технологічних цехах казенних підприємств пенітенціарної системи держави термічне зварювання поширюється переважно за рахунок електродугового, джерелом теплоти у якому виступає електрична дуга, що виникає між електродом і металічною заготовкою чи з’єднуваним елементом. У залежності від похідного матеріалу, кількості електродів і способу включення електродів і заготовки в ланцюг електричного струму виокремлюють наступні способи електродугового зварювання, а саме:

– зварювання неплавким, тобто графітним чи металевим, електродом – здійснюється дугою прямої дії, завдяки якій з’єднання виконується на основі розплавлення тільки основного металу або із застосуванням присадного металу: елементи з’єднуються за рахунок розплавлення металу виробу або присадного дроту;

– зварювання плавким, тобто металевим електродом. Здійснюється дугою прямої дії, завдяки якій з’єднання виконується на основі одночасного розплавленням основного металу і електрода, який поповнює зварювальну ванну рідким металом: функцію електроду виконує металевий дріт;

– зварювання непрямою дугою. Здійснюється за рахунок того, що дуга горить між двома плавкими електродами: основний метал нагрівається і розплавляється теплотою стовпа дуги, а шов утворюється із розплавів металу виробу і електроду;

– зварювання трифазною дугою. Здійснюється за рахунок того, що дуга горить між електродами, а також між кожним електродом і основним металом: механізм з’єднання той же.

За матеріалами обстеження дугове зварювання виконують ручним способом, за яким зварювальні електроди подаються в дугу і переміщуються вздовж заготівки, у 83,4%, напівавтоматичним – за яким електродний дріт подається автоматично, а дуга переміщується вручну, у 14,6%, і автоматичним способом – за яким подача і переміщення електродного дроту механізовані, процеси запалювання дуги автоматизовані, коли під флюсом використовуються непокритий електродний дріт, а в якості флюсу – порошкоподібні сполуки для захисту дуги і зварювальної ванни від окиснення та азоту повітря, 2,0%.

Далі можна вести мову про з’єднання, що виконуються електрошлаковим зварюванням і газовим зварюванням, в той час як такі технології з’єднання, якими є термомеханічні способи зварювання, електронно-променеве, лазерне чи плазмове зварювання, не застосовуються. Оскільки великі об’єми робіт виконуються з металевим брухтом і деформованими відходами, то скажемо тут про ефективність електро-шлакового зварювання, де основний і електродний метали розплавляються теплотою, що виділяється при проходженні електричного струму через шлакову ванну, і про ефективність газового зварювання, де місце з’єднання нагрівається до розплавлення високотемпературним газовим полум’ям. Ці технології за ефективністю сприймаються через наступне:

1) електрошлакове зварювання має ряд переваг з тих причин, бо забезпечує підвищену продуктивність, кращу макроструктуру шва і менші витрати коштів на виконання кожного метра зварного шва, а головне, що воно ефективне при опрацюванні ковано-зварних і лито-зварних конструкцій;

2) полум’ям, яке отримується при згорянні горючого газу – ацетилену, водню чи природного газу – в середовищі технічно чистого кисню, кромки заготовки, що зварюються, розплавляються, а зазор між ними заповнюється металом, який вводиться в полум’я пальника ззовні, елементи нагріваються більш плавно, ніж при дуговій технології з’єднання, а головне, що газове зварювання застосовується для виправлення дефектів на виливках із чавуну і бронзи, зварювання листових і трубчастих конструкцій з маловуглецевої і низьколегованої сталі завтовшки до 5 мм, для легкоплавких кольорових металів і сплавів та виконання наплавочних робіт. В цьому якраз і заключаються його переваги.

Щоб завершити розгляд засобів технологічного з’єднання металу нагрівом і теплом, згадаємо тут і про паяння металів. Це – технологічний процес виготовлення нероз’ємних з’єднань металевих виробів, що грунтується на властивості розплавленого присадного металлу, що названий припоєм, температура плавлення якого менша, ніж у основного металу, проникати, тобто дифундувати, в поверхневі шари металу, нагрітого до температури плавлення припою. Первинно поверхня готується особливо старанно для паяння, бо для здійснення процесу дифузії потрібно, щоб вона, поверхня, була очищена від плівки оксидів, а основний метал і рідкий припой, повинні бути захищеними флюсами від окислення.

Щоб виконати роботу, треба уміти розрізняти умови паяння м’якими і твердими припоями, що залежить від температури плавлення припою: до м’яких припоїв відносяться такі з них, температура плавлення яких не перевищує 450°С, а до твердих – що перевищує 450°С. Перші – це олов’яно-свинцеві, другі – це олов’яно-силіцієві, латунні, мідно-алюмінієві, мідно-цинкові, срібні і чиста мідь. Міцність з’єднання м’якими припоями досягає 50-70 МПа, а твердими є ще в 7-8 разів більшою. Технічне забезпечення технологічного процесу складається з ручних паяльників різної конструкції, нагрівальної печі, електронагрівальної установки, газового пальника чи паяльної лампи і т. ін. Паянню підлягають як вуглецеві і леговані сталі всіх марок, тверді сплави, ковкі і сірі чавуни, вироби з благородних і кольорових металів і сплавів, так і різнорідні метали і сплави. Засвоїти такий процес нескладно, а якщо доповнити роздуми ще й простотою виконання і дешевизною технологічних операцій, незначною потребою в нагріванні і високою безпекою технологічних операцій, бо зона розплавлення основного металу відсутня, то така технологія сприймається дослідженням без оцінки ресурсу.

У табл. 4.17 надана оцінка позитивних можливостей використання в’язнів пенітенціарної системи держави на окреслених технологічних операціях і процесах.

За п’ятою групою операцій у технологічний цикл включається складання конструкцій і окремих вузлів в готову до споживання продукцію. Оскільки група неоднорідна за продукцією, то виведемо загальні положення. Складання конструкції чи вузла – це заключна стадія виробництва на казенному підприємстві. Складальне виробництво характеризується різнорівневою складністю і різноманітністю операцій, що виконуються, належною трудомісткістю, що можна оцінити через показники вартості, бо передається споживачу. Як вже неодноразово на це вказувалося, превалює ручна праця чи тяжка фізична. Складання виглядає як послідовне сполучення елементів у одиниці конструкцій і вузлів, що визначені технологічним процесом збирання виробу за кожною стадією технологічної карти чи схеми технологічної документації. Виріб, у залежності від його складності, може бути розчленований на кілька складальних одиниць. Будь-який процес складання містить у собі наступні прикінцеві стадії:

– обробка і підгонка деталей і елементів у складальну одиницю;

– попереднє розкладання і з’єднання окремих частин у складальні одиниці чи вузли виробу;

– загальне складання виробу;

– регулювання, випробування і доробка виробу.

Залежно від обсягу виготовлення продукту застосовується складання у пенітенціарній системі держави як стаціонарне, так і рухоме. При стаціонарному складанні виріб повністю обробляється на одному робочому місці, до якого подаються всі деталі і складальні елементи, виконує його одна бригада робітників; при рухомому – виріб послідовно переміщується по суміжних місцях, на яких виконуються окремі складальні операції.

Видобувна промисловість доступна за видобутком вугілля, газу, нафти, руди і торфу. Треба обумовитися про те, що добувна промисловість України має технології для добування корисних копалин як із надр землі, так і відкритим засобом за галузями гірничорудної, гірничохімічної, паливнодобувної, заготівельної, нерудної і т. ін.

Паливодобувна галузь займає провідне місце, бо є достатні природні запаси, і є основою розвитку енергетики у державі, що, в свою чергу, створює позитивні політичні і матеріальні засади для інтенсивного розвитку всіх інших галузей матеріального виробництва України. Тобто за цією галуззю криється паливо, що являє собою корисні для економік органічні сполуки, які здатні при належній температурі вступати в хімічну реакцію з киснем і виділяти певну кількість тепла. За цією ознакою воно й набуває цінності і використовується, і держава прискорює видобування природного і виробництво штучного палива. До природного палива належить антрацит, буре та кам’яне вугілля, деревина, нафта, природний горючий газ, сланець і торф, а до штучного – бензин і паливні гази (доменний, генераторний і коксовий), вугільні і торф’яні брикети, деревне вугілля і торф’яний кокс, солярка і мазут.

Штучне паливо завжди утворюється внаслідок переробки природного палива, і окрім такого палива з різнорідною теплотворною здатністю, отримуються ще й суміжні продукти, що є цінними. Це – мінеральні масла, фармацевтична продукція, фарби і т. ін. Розглянемо основні процеси гірничого виробництва з врахуванням задачі, що поставлена перед дослідженням по пошуку можливостей застосування на технологічних процесах праці з середовища пенітенціарної системи держави. З розгляду заздалегідь виключаються етапи розвідки корисних копалин і ті, що пов’язані з цим питанням, як недоцільні, бо ув’язнені можуть включатися у роботу після того, як виявлені і затверджені достатні запаси корисної копалини, розроблена і затверджена технічна та економічна доцільність використання і розпочинається активне промислове будівництво гірничого підприємства. Особливо великий фронт робіт розгортається для розробки родовища тве-рдих корисних копалин підземним способом. Його називають таким чином завдяки тому, що родовище розкривається і розробляється за системою підзе-мних гірничих виробок.

Вести оцінку треба за такими складовими, які названі державними класифікаціями. За таким у процесі розробки родовища підземним засобом виділяється три стадії гірничих робіт, а саме: розтин, підготовка і очисне вилучення корисної копалини. Потенційні можливості для людського ресурсу досліджуваної системи є на всіх трьох стадіях. Розтином називається забезпечення за допомогою проведення гірничих виробок доступу з поверхні землі до родовища і створення органічних умов гірничої підготовки корисної копалини до вилучення і транспортування на поверхню.

Гірничі виробки, що з’єднують безпосередній вихід на земну поверхню, називають розтинаючими, служать вони весь строк видобутку корисної копалини і в процесі експлуатації по них транспортується і повітря, і корисна копалина, і порода, і працівники, і обладнання, і технологічні матеріали. Тобто через них вентилюється гірничі виробки, відкачується вода і подається енергія. Від стовбуру проводяться комплекси камер пристовбурного двору, головні вентиляційні виробки (бремсберги, квершлаги і штреки), а за ними й основні експлуатаційні очисні і підготовчі виробки. Їх задача – вилучення корисної копалини з родовища і транспортування його на промислову площадку.

Підземна структура шахти складна, що пригнічує слабо підготовленого робітника. В ній є господарство по виробництву електроенергії, служби вентиляції, відкачування води, а також ходки, вентиляційні та вантажні штреки і т. ін., що повинно забезпечувати видобуток палива. Оскільки в’язні пенітенціарної системи держави мають доступ до робіт, що виконуються на поверхні шахти, то розглядати підземні конструктивні особливості тут немає сенсу.

Корисні копалини, що добуті в шахті, доставляються від очисного забою на земну поверхню, загружаються у приймальні складські чи залізничні бункери і далі переправляються на збагачувальну фабрику чи для споживання. На поверхні шахти є комплекс будівель і споруд для переробки вантажів, обслуговування людей та забезпечення всіх виробничих процесів у шахті, де й є деякийсь ресурс для використання праці в’язнів на другорядних допоміжних процесах.

Більш ємні ресурси є у відкритої розробки родовищ від вскришних робіт по підготовці поверхні, осушення, розтину та експлуатації родовища до відновлення і рекультивації порушених гірничими роботами земель.

Можна здійснювати вскришні і добувні роботи, що включають в себе процеси відбивання, навантаження, транспортування і розвантаження землі, глини, породи і корисної копалини. Успіх дії залежить від технічного оснащення, яке треба уміти освоїти і застосовувати. Більш доступними є роботи по транспортуванню корисної копалини і порід. Вийнята порода переміщується у відвали, які можуть розташовуватися як в межах, так і за межами розроблюваної ділянки. Добуті корисні копалини транспортуються за межі кар’єру на склади, чи в приймальні бункери і відправляються споживачу. Окреме значення набуває збагачення видобутого, що означає первинну обробку сировини завдяки відбору чи сортування породи чи механічне її роздріблення на компоненти з виділенням цінних для промисловості концентратів. Цим досягається доведення добутої сировини у стан, який забезпечує можливість безпосереднього використання не тільки основного продукту, але й заполучення будівельних матеріалів, коштовного каміння і т. ін.

Технології як підземного, так і відкритого видобування пов’язуються в Україні з вугіллям, газом, нафтою і торфом.

Вугілля в енергоресурсах України становить близько 35%. Перетворювати вугілля на електроенергію у державі економічно доцільно, оскільки електроенергія дає утричі більший прибуток, ніж продане вугілля. За таким вугільна промисловість за обсягом видобутку палива якраз посідає перше місце серед інших гірничих галузей. Осередки діють у Волинській, Дніпропетровській, Донецькій, Запоріжській, Львівській і Луганській областях. В табл. 4.18 надана відносна оцінка використання праці в’язнів у вугільному виробництві.

Видобуток газу і нафти приваблює пенітенціарну систему держави своєю розгалуженою для людини технологією. У Дніпропетровсько-Донецькій западині, Карпатській (Закарпатська, Прикарпаття з частиною Волині, Українські Карпати) і Кримсько-Причорноморській (шельф Чорного та Азовського морів) території і на Сумщині, тобто там, де є родовища газу і нафти, що розробляються. Вкажемо на ту обставину, що розширює ресурс пенітенціарної системи держави: нафтопереробне виробництво держави характеризується високим рівнем витрат на сировину, електроенергію, а також тих витрат, що пов’язані з амортизацією основних фондів, але, все ж таки, така дія дешевша, ніж купувати газ і нафту у інших державах.

Рівень витрат залежить істотно від складу і якості підготовки нафти, а тому треба підключати дешеву робочу силу і на видобуток, і на переробку. Так, витрати при переробці високосірчистої нафти в 1,5 раза вищі, ніж при переробці нафти з незначним вмістом сірки, тому треба економити на заробітній платі і деяких експлуатаційних витратах, що може вивести пенітенціарну систему держави на пріоритетні позиції. Інше становище, коли у нафті високий вміст солей. Тут її пониження з 50 до 30 мг/л поліпшує якість і експлуатаційні властивості кінцевих продуктів, збільшує міжремон-тні строки служби технологічних установок, але втручання іншої ручної праці неможливе. В табл. 4.19 надані оціночні дані про використання праці пенітенціарної системи держави за напрямком. Аналіз даних вказує на мінімальні можливості втручання виправно-трудової системи.

Треба зазначити й те, що в галузі є ефективні напрямки підвищення ефективності за рахунок удосконалення діючих технологічних процесів, впровадження автоматизованих систем керування технологічними процесами і нових технологій, укрупнення потужностей.

Видобування торфу, що у вигляді опрацьованих брикетів і шматків використовується як паливо, теж повинно розглядатися за місцем зосередження. Зосереджується воно в Житомирській, Львівській, Рівненській, Сумській і Чернігівській областях. Окрім того, у сільському господарстві його застосовують для виготовлення органічних добрив, торф’яних ізоляційних плит і т. ін. На цьому сировинна цінність його не вичерпується, бо торф може бути сировиною для виробництва креоліну, масел, парафіну, фенолів та ін. Тільки у північній Україні розташовано понад 2,5 тис. родовищ торфу, загальні запаси яких перевищують 2,2 млрд. т. Найбільші і значні поклади торфу мають Волинська (0,46 млрд. т), Рівненська (0,36 ), Чернігівська (0,28), Київська (0,27) та Львівська (0,22 млрд. т) області. Є торф у Полтавській, Сумській та Тернопільській областях. Серед найбільших торфових родовищ України – Бучанське, Замглайське і Ірдинське, що розробляються, Брюховицьке, Наданчагівське, Шостківське та ін., що не розробляються.

В табл. 4.20 надана оцінка використання праці в’язнів за напрямком. Їх використання можливо роширене за рахунок того, що торф добувають фрезерно-механізованим і гідравлічно-механізованим способами, які не складні за технологією. До речі: фрезерно-механізований спосіб видобування торфу у вигляді дріб’язку найдешевший і найпростіший. Скажемо про названі технології наступне:

1. Добування торфу фрезерно-механічним способом зводиться до фрезерування торф’яної маси на заздалегідь висушеному торф’яному полі, сушіння торф’яного дріб’язку в польових умовах з використанням нескладної операції ворушіння 2-З рази на день шару дріб’язку на торф’яних покладах спеціальними ворушилками. Далі висушений торф’яний дріб’язок згортається у валки спеціальними волокушами, а потім складається спеціальними машинами у штабелі. Цикл робіт, пов’язаний з фрезеруванням, ворушінням і підбиранням висушеного торфу недовгий – він триває близько двох днів. Протягом літнього сезону повторюється до 30 таких циклів.

2. Добування торфу гідравлічно-механічним способом полягає в тому, що торф’яний масив перетворюється напором водяного струменя у в’язку торф’яну масу, яка відкачується насосом і по трубопроводі транспортується у резервуар. З резервуару теж спеціальним насосом торф’яна маса по магіс-тральному трубопроводі нагнітається і виноситься на суходіл для заповнення ділянки сушіння. Торф’яна маса сохне протягом кількох днів і утворює торф’яний покрив завтовшки у 90-110 мм з вологістю у 84-90%. За цим залишається загусклу торф’яну масу спеціальними формувальними гусеницями, встановленими на тракторі, розформувати. Для цього трактор проїжджає по торф’яній масі і штампує торф’яні брикети визначеного розміру і форми. Торф’яні брикети вручну укладають в штабелі, прибирають з поля і 60-65 діб сушать.

Є ще й гідроелеваторний спосіб добування торфу, він аналогічний з гідравлічним, але торф’яна маса вичерпується елеватором і транспортується далі по трубах на поле розливання. Інші операції повторюються.

Коксохімічне виробництво виробляє кокс – цей твердий залишок, що отримується при коксуванні природного палива, вугілля, має в своєму складі 90-98 % вуглецю, що й використовується у металургії, бо кам’яновугільний кокс є паливом та відновлювачем залізної руди при виробництві чавуну супутніми продуктами від коксування вугілля є паливо й мастило. Воно основане на процесі сухої перегонки вугілля за технологією піролізу. Піроліз означає нагрівання вугілля від початкової температури у 200°С до 1000°С без доступу кисню, внаслідок чого вуглець позбавляється органічних речовин, що утримувались в ньому.

На стадії сушіння при нагріванні вугілля до 200°С відбувається від-ділення вологи й адсорбованих газів – оксиду вуглецю, метану і т. ін., при початковому розкладанні вугілля, що відбувається при температурі у 200-350°С, починається плавлення смолистих речовин, випар вуглеводнів, розкладання деяких менш стійких, переважно органічних сполук, що містять кисень, на стадії пластичного стану, при температурі у 350-500°С, вугілля розм’якшується і розпочинається інтенсивний випар вуглеводів, смол і розпадання вуглеводнів, азотистих і сірчистих сполук, а на стадії утворення напівкоксу, що здійснюється при температурі у 500-600°С, закінчуються процеси розкладання і випару вуглеводнів і легкоплавких смол, завдяки чому пластична маса спікається, а саме кокс утворюється при температурі, що є вищою за 600°С, коли починають розпадатись тугоплавкі смоли з виділенням моноциклічних ароматичних вуглеводнів, їхніх похідних і водню. Новоутворений кристалічний вуглець, завершає процес при температурі, що близька до 1000°С. За змістом наведеного стає ясним, що допустити в’язня до такого виробництва не є можливим. Але для переробки в кокс складається шихта, яка є сумішшю різних марок вугілля у певних пропорціях. На цій стадії технологічного процесу коксохімічного виробництва з’являються віддалені можливості використання праці пенітенціарної системи держави. За цим вугілля різних марок розділяється за властивостями на групи, подрібнюється і перемішується в межах кожної групи, дозується і збагачується завдяки просіюванню, очищенню від пилу, сушиться й остаточно подрібнене подається в камеру коксової батареї. Тобто, крім збирання сміття, операції підготовки шихти – це єдиний варіант включення праці пенітенціарної системи держави в коксівну галузь.

Швейна галузь промисловості у середовищі пенітенціарної системи держави здобула найбільше поширення, і за чисельністю робочих місць і за позитивним до неї відношенням. Але рівнем оснащення, техніки і технології належних умов не має, а вироби, що виготовляються, у більшості – це продукція для широкого споживання і пошиву. Споживчий ринок вимагає і обумовлює впровадження сучасних технологій, високопродуктивного обладнання, потокових механізованих і автоматизованих ліній, розширення і постійного поновлення асортименту виробів, підвищеного попиту на вироби високої якості, і такі задачі вирішуються в середовищі вітчизняної промисловості, а у пенітенціарній системі царює спокій, за яким превалюють швейні і шкіряні вироби грубого виробничого, побутового чи спортивного взуття і одягу, а також предмети домашнього вжитку, технічні вироби й спо-рядження спрощеної конкуренції.

Взуття і одяг – це вироби з сировини рослинного, тваринного чи штучного походження, які захищають людину переважно від несприятливих умов навколишнього середовища, корисні для використання в повсякденні, якщо до них висуваються суто споживчі вимого і рідко вони служать прикрасою. Форми і того і іншого залишаються без зміни роками, бо умови побутового і виробничого життя, для середовища якого найчастіше призначаються вироби, меж остаються практично незмінними.

Операції і роботи швейної промисловості наступні. Виготовлення швейних виробів у загальному окресленні технології включає, наступні виробничі процеси, а саме:

– технологічну підготовку виробництва, що повязується з розробкою технічної і технологічної документації на процес виробництва виробу, підготовкою засобів технологічного оснащення, вимог до виробів і т. ін. Зазвичай відповідна документаціє є, вона з’ясована в державних і науково-дослідних організаціях, а переналадка оснащення з одного виробу на інший є незначною;

– моделювання і конструювання виробу. Оскільки експериментальних осередків у пенітенціарній системі держави не має, то такий процес може бути виконаний за творчим ентузіазмом в’язня і за його натхненням. В інших випадках казенне підприємство керується державними вимогами;

– підготовка матеріалу до розкрою і його розкрій. Виконується на підготовчому етапі в обов’язковому порядку за вимогами технологічної карти;

– пошиття виробу і його опорядження. Це основний процес, задля якого й організовується виробництво, яке здійснюється за вимогами державного стандарту.

Технічна документація, що була за матеріалами обслідування виявлена на казенних підприємствах, включає наступні дані, а саме: прейскурантний номер моделі, малюнок моделі, специфікацію деталей виробу, нормовані матеріали верху, підкладки й фурнітури виробу, основні вимоги до розкроювання й пошиття виробу, табель вимірів лекал і готового виробу, дані про площу лекал деталей верху і підкладки виробу, норми на витрати тканини і часу на виготовлення виробу.

У системі забезпечується належні роботи по: прийманню і зберіганню тканини, перевірці якості, промірюванню кусків підсортуванню і підбирання тканини. За технологічними вимогами є відповідні площі і технічні умови для настилання настилів тканини, розсікання настилів на частини, вирізання деталей виробу і комплектацію деталей крою. Шиють вироби з використанням пресів і швейних машин різних типів, пошиття здійснюється за технологічними потоками, що збалансовані. Технологічні потоки зазвичай однофасонні. Деталі одягу з’єднують як ниточним, так і зварним, клейовим чи комбінованим способами.

Найбільше поширення здобуває ниточний спосіб з’єднання, бо є необхідні швейні машини і забезпечується достатня міцність виробу. Оскільки синтетичні чи змішані із синтетичних волокон матеріали використовуються рідко, то і відповідно зварні і клейові з’єднання не використовуються.

Після пошиття швейного виробу проводиться з ним тепло-волога обробка, інакше такий процес називається опорядження, тобто спеціальна обробка окремої деталі чи виробу вологою, теплом чи під тиском з використанням спеціального обладнання і пристроїв, що дозволяють здійснити операції відпарювання, прасування і пресування. Найбільш повний перелік операцій і робіт наведений у табл. 4.21, де надано й оцінку потенціальних можливостей включення праці ув’язнених у виробничу діяльність цієї галузі.

Операції і роботи виробництва шкіри та виробів із неї зводяться до наступного.

Метою шкіряного виробництва є виготовлення шкіри, яка використовується широко у сфері предметів масового вжитку. Шкіра вико-ристовується для виробництва взуття, мебелі і одягу, в шкіряній галантереї, технічних виробах і для оздоблення різноманітної продукції. Попит на вироби повязується з тим, що вироби зі шкіри мають ряд властивостей, які відмінні від інших матеріалів і їх важко відтворити в синтетичних мате-ріалах. Найчастіше гігієнічні властивості, пружність і міцність поєднуються з належними експлуатаційними якостями як шкіри, так і самих шкіряних виробів, що проходять відповідну обробку. Після такої обробки шкіра залучається, як складова оздоблення, навіть, у такі сфери життєзабезпечення, в яких свої функції, окрім взуття і одягу, виконують зброя, збруя, посуд т. ін. Вироблення шкіри сполучає в собі процеси ручної праці і процеси механічного виробництва за складними хімічними процесами обробки шкури тварин. Відповідною наукою розглядається основа шкури, що є за своїм змістом високомолекулярною біологічною сполукою з різними утворювальними функціональними группами і визначається як білок. У процесі впливу на шкуру з білком взаємодіють хімічні речовини, що використовується виробником за визначеним цільовим призначенням, як хімічний процес, для зміни початкової природної фізіологічної властивості й надання нормованих властивостей.

Технологічний процес виробництва шкіри основується на знанні про сутність, способи і послідовність виконання хімічних, фізико-хімічних процесів і механічних операцій і процедур, які є обов’язковими для обробки шкури тварини і підготовки її до виготовлення шкіряного напівфабрикату з певними споживчими властивостями, застосовуються в належних умовах оточення і з використанням строго визначених навиків і умінь людини, тобто за сприянням її теоретичних знань і практичного досвіду, а також при відповідальному відношенні до прогресивного обладнання і організації праці.

Шкіряне виробництво приймає і переробляє шкури усіх свійських тварин, що відоми людству. Джерелом постачання сировини є мисливство, промислове рибальство і штучне тваринництво. Процеси обробки шкури наступні.

1. На шкурі, знятій з туші тварини, можуть залишатись бруд і кров, підшкірний жир і мускульна ялівка, прирізки сала і м’яса, частини м’язів, сухожилля і хрящів, тому шкуру піддають відбілюванню і знежиренню, щоб загальмувати розвиток бактерій та гнилісних процесів. Відбілування виконується зазвичай вручну, а якщо партія промислова, то й за допомогою спеціальних машин і пристроїв, і завершується промиванням шкури водою. Знежирення шкури, що виконується для забезпечення якості сировини, запобігання окисленню і псуванню шкурки, здійснюється технологічно за різними способами, а саме:

а) скоблінням міздрі, що є підшкірною клітковиною, спеціальними ножами, скобами чи косами;

б) обробкою емульгатором, що є розчином поверхнево-активних хімічних речовин;

в) обробкою органічними розчинниками і розчинами слабких лугів.

2. Для зберігання своїх споживчо-товарних властивостей шкура тварини піддається консервуванню. За призначенням шкіри розглядається чотири її класи:

а) взуттєвих. Поділяються на дві групи – для верху взуття, в групу яких відноситься шкіра для важкого взуття (юхта взуттєва, юхта сандальна), шкіра для легкого взуття (замша, шкіра хромового дублення, шкіри лайкові тощо) та шкіри підкладкові, і для низу взуття, в групу яких відноситься шкіра для гвинто-шпилькових і нитково-клейових методів укріплення;

б) лимарно-сідельних – людське і кінське шкіряне спорядження;

в) одягово-галантерейних;

г) технічних – привідні паси, деталі машин, механізмів, протезів і т. ін.;

3. Технологія виробництва шкіри структурно складається з наступного:

а) отримання голини. Видалення зі шкури дерми, що є поєднально-тканинною частиною шкіри, з певною, що необхідна для даного виду шкіри мікроструктурою і хімічним складом;

б) отримання дубленого напівфабрикату. Фіксація структури голини, що є шкурою тварини, позбавленою волосся, і надання структурним елементам стійкості до вологи й термічних впливів;

в) отримання шкіри. Надання дубленому напівфабрикату належних фізико-механічних властивостей і зовнішнього вигляду.

Технологічні процеси і операції шкіряного виробництва поділяють між такими основними группами, що названі підготовчими, які закінчуються отриманням голини, дубильними, внаслідок яких отримується дублений напівфабрикат, і оздоблювальними, за якими, власне, і закінчується отриманням промислової шкіри. Такому поділу технологічних процесів і операцій відповідає поділ шкіряного виробництва на ділянки, осередки чи цехи, що названі «відмочувально-зольний», «дубильний» «оздоблювальний».

Типова схема виробництва шкіри для верху та низу взуття однакова. Вона наступна дублення, тобто обробка шкури дубильними речовинами (солей хрому тощо) для надання їй міцності, пластичності та ін.→ відмочування, тобто видалення зі шкури консервуючих речовин, розчинних білків, крові, бруду та ін. → зневолошування, тобто повне видалення зі шкури волосся та епідермісу (поверхневого шару шкіри) → зоління, тобто обробка сировини або голини сильнолужними реагентами, щоб розпушити волокнисту структуру дерми і видалити карбонатні плями, що виникають при зберіганні на повітрі → міздріння, тобто видалення підшкірної клітковини → двоїння, тобто розрізання голини на два шари, які використовуються для верху чи низу взуття → знесолювання, тобто видалення лужних компонентів, що використовувались при золінні → пікелювання, тобто обробка шкури у розчині кислоти і нейтральної солі для пом’якшення й зміцнення шкіри. Щоб завершити процес, і дійти до виробу, то треба виконати моделювання й конструювання, розкрій і комплектація крою, виготовлення деталей верху та низу, кріплення підошви (гвинто-шпилькове, клейове, нитково-клейове, рантово-ниткове), оздоблення (облагороджування лицьових поверхонь, оздоблювальне покриття і т. ін.). У табл. 4.22 наведено оцінку потенційних можливостей включення праці ув’язнених у виробничу діяльність.

Методичним підходом до виявлення і оцінки резервів використання людського ресурсу пенітенціарної системи держави за напрямом при обробці і підготовці до утилізації побутових і промислових відходів та перетворення їх в сировину враховуються дві складові, а саме:

1. Технологічні операції і роботи по:

а) обробці, сортуванню і транспортуванню побутових відходів і сміття до пунктів їх звалища, захоронення, пакетування чи переробки;

б) погрузці, транспортуванню і розвантаженню відходів і сміття на територіях спеціально обладнаних збиральних санітарно-технічних площадок;

в) сортуванню відходів і сміття як на територіях спеціально облаштованих збиральних санітарно-технічних площадок, так і на промислових технологічних пунктах звалищ і їх переробки;

г) збиранню брухту неметалевого і металевого походження, відходів і сміття на окресленій території, загрузці на транспортні засоби, та транспортуванню до пунктів захоронення чи сортування і їх розвантаженню;

д) обробці, пакетуванню і підготовці до відправки на переробку відходів, як вторинної сировини.

2. Кваліфікаційні здібності ув’язнених, серед яких:

а) вміння підкорятися настановам;

б) навички і уміння до виконання найпростіших операцій і робіт;

в) здібність до орієнтації у виробничому просторі;

г) психологічний настрій і бажання працювати.

Більш досяжним для пенітенціарної системи держави середовищем, у якому є можливості для застосування праці ув’язнених є середовище по обробці побутових відходів і викидів, а тому дослідженню підлягають переважно відходи від побутового споживання, а за цим – і від промислового виробництва. Зосередимося спочатку на загальних рисах обох напрямків. Підходи і технології обробки, переміщення, переробки, утилізації побутових і промислових відходів і виготовлення сировинних складових за своєю сутністю зводяться до наступних рис, що є загальними.

Діяльність людини завдає шкоди довкіллю. Технології переробки відходів виробництва і побуту не встигають у своєму розвитку за активним розвитком виробництва і обсягами споживання, що супроводжується відходами і сміттям, які треба збирати, обробляти, переміщувати, переробляти, утилізувати чи готувати у якості вторинної сировини для виробництва. До цього, окрім промислового є ще й соціальне значення процесу: обробка і знищення нагромаджених відходів і викидів повинні невпинно здійснюватися, бо ступінь їх токсичності впливає на живі організми, загрожує здоров’ю людини. Оскільки Україна належить до числа тих держав, що використовують недосконалі виробничі технології і відповідають найвищим абсолютним обсягам утворення і накопичення відходів, то їх утилізація є актуальним процесом повсякдення. В атмосферне повітря викидається щорічно понад 12 млн. т шкідливих речовин, а у поверхневих сховищах розміщається понад 1,5 млрд. т відходів.

У відвалах, звалищах, териконах і шламосховищах уже нагромаджено понад 20 млрд. т відходів на території, що є більшою, ніж 130 тис. га землі. За цим, треба вести мову й про те, що джерелами забруднення водойм є скид недостатньо очищених і неочищених комунально-побутових і промислових стічних вод, поверхневий стік води з сільськогосподарських угідь, де використовуються гербіциди і інші споживні хімікати, в той час як території, що повинні відводити побутові відходи забудовані, а також ерозія грунту у зоні водозаборної площі. Надалі поширення мови про стоки води припиняються, бо втручання праці пенітенціарної системи держави в такі процеси відсутні, в той час як забруднювачів багато – це вугільна промисловість, кольорова і чорна металургія, металообробна і машинобудівна промисловість, а за ними – легка, хімічна та нафтохімічна промисловість, житлово-комунальне і побутове господарство й т. ін. Далі свою відповідальність повинні відчувати не тільки аграрний сектор держави, а й тваринництво, бо свій негативний вплив проявляє повсемістно діяльність птахофабрик і тваринницьких комплексів.

За загальною оцінкою фахівців до категорії високотоксичних належить до 2% усіх промислових відходів, а до цього джерела добавляється ще й середовище побутових відходів. У період, коли в державі на будування промислових підприємств з переробки відходів, на розробку, організацію і оснащення технікою і обладнанням органічної системи збирання і зберігання сміття і токсичних відходів, бракує коштів, то пенітенціарна система держави з її людським ресурсом, що дешевий, повинна займати чільне місце.

Розроблені і існують визначені наукою види класифікацій антропогенних забруднень, і про це тут треба нагадати. В цілому антропогенні забруднення поділяють на матеріальні та енергетичні. Матеріальні (гази (викиди), рідини (стічні води), суміші, тверді речовини) поділяються на хімічно інертні (нетоксичні) та хімічно активні (токсичні – загальносоматичні, канцерогенні, мутагенні, подразнювальні, сенсебілізуючі), а енергетичні – на іонізуючі, електромагнітні і теплові поля, різного виду випромінювання (лазерні, світлові, ультразвукові), а за цим приєднується ще й вібрація, інфра- і ультразвук і шум. Статистично визнано, що основні джерела антропогенного забруднення довкілля формуються промисловістю, комунальним і сільським господарством.

Персоніфікується таке через підприємства енергетики, металургійної, нафтопереробної, хімічної, целюлозно-паперової промисловості, а також через цементні заводи будівельної індустрії, військово-промислового і гірничозбагачувального комплексу, автомобільного, залізничного, повітряного, річкового і трубопровідного транспорту. Окрему сферу займають відходи вугле- і рудовидобутку, вугле- і рудозбагачення, бо за ними криються найбільш масштабні відходи, що зводять нанівець не тільки використання пахотних угідь, але й до їх накопичення. Так, за даними статистичного спостереження у державі накопичено понад 3-4 млрд. т відходів, в той час як рівень їх використання оцінюється фахівцями лише у 6-7%: решта вивозиться і накопичується на територіях, площа яких сягає 8-9 тис. га. Такі відходи надходять від промисловості і побутового споживання. Вони різні за змістом і структурою.

Відходи металургійної промисловості складають шлаки від доменного і ста-леплавильного виробництва, доменний, коксовий та колошниковий газ і пил, залізомісткі відходи, окалину і т. ін. Найбільш вагомими відходами є доменний шлак, що становить до 9 млн. т у рік, і ще до 3,0 млн. т – це шлаки сталеплавильного виробництва. 15-20% шлаків використовується у якості сировини будівництва, а решта, до 7,5 млн. т, скопичується у відвалах, колекторах і шлаконакопичувачах і очікує нових потреб суспільства і нових переробних технологій. Металургійні підприємства постійно проявляють професійний інтерес і виробляють деякі обсяги умовного палива, використовуючи для цього доменний і коксовий гази, що сягає 6-50%. Тобто запаси є, і таке становище по використанню досліджуваних газів за останні роки погіршується. За цим понижується і рівень використання золи і шлаків, які подвоюють залежі шлаків і є невід’ємною частиною вкладу теплових електростанцій, що можна оцінити умовно також як втрату, бо темпи їх доцільного споживання знизилися у 3,5-5,5 разів. Таке реєструється в той час, коли технології, що засновані на золі і шлакових відходах, є, і діють за тією відмінністю, що вони є дешевою сировиною для виробництва промислових будівельних матеріалів, що йдуть як для виробництв, так і для цивільного споживання, а також і середовище дорожньо-будівельних робіт, для рекультивації земель і планування території під будівництво.

На другому місці за об’ємами знаходяться відходи нафтохімічної промисловості, що оцінені як відходи другого класу небезпеки, а на третьому – відходи теплових електростанцій (діоксид сірки, оксиди азоту, пил, а в повітрі – ще й кислота). Вони потребують особливих умов нейтралізації, зберігання і утилізації.

За цим навколишнє середовище насичують відходи кальцинованої і каустичної соди, сірчаної кислоти, миючих засобів і хімічних волокон, залишки гербіцидів, пестицидів і смол, та такі шкідливі з’єднання хімічної промисловості, якими є нафтоли і фосфогіпс. В цю групу зараховуються і такі побутові відходи, як упаковка продовольчих і промислових товарів, відпрацьовані електроприлади та електрообладнання, гума, косметика, фарба і т. ін.

Якщо оцінити всі процеси за їх вкладом, то реальна картина наступна: відвали, терикони, накопичувачі шламу і шлаконакопичувачі в Україні розташовані на території, що більша за 160 тис. га землі; щороку кількість сміття в Україні зростає понад 1,0 млрд. т; звалища навколо великих міст поглинають близько 1,5 тис. га землі, що є вкрай небезпечним джерелом отруєння довкілля і мешканців, а грунтові води і повітря розносять токсичні речовини з основою важких металів, гуми, лаків, пластмаси і фарби; окрім того – це місця хвороботворних бактерій, утворення вогнища, пожежі і токсичних газів.

Оскільки головний напрямок вирішення проблеми відходів за розглянутим напрямком є створення екологобезпечних виробництв, в яких технологічний процес є органічною складовою виробничого процесу, що не забруднюють навколишнє середовище, а знову включає відходи у виробничий цикл, у якому саме відходи промисловості виконують роль вторинної сировини, але він не є вирішеним, то залишається здійснювати процеси утилізації.

Переробка побутових відходів, на відміну від технологій промисловості, зводиться до обробки твердих побутових відходів житлового фонду, майже половину з яких становлять тара й упаковка, що використані, а решта – бите скло, бляшанки, залишки харчових продуктів, картон, папір, пластмаса, поліетилен і т. ін.

Наукою надаються різні технології переробки побутових відходів. В найбільш загальному вигляді схема переробки побутових відходів може бути відтворена у наступній послідовності, а саме: сортування органічної маси відходів, підготовка робочої суміші для спалювання органічних компонентів (папір, деревина) і очистка води. Органічна маса відходів після накопичення партії подається на дільницю спалювання органічної маси, а вже далі за змістом переробки для отримання бітуму, кістяного борошна і світлих нафтопродуктів, виготовлення гранул, компостів, мішкотари, термоізолюючих матеріалів і шкірозамінників, а також для пресування в пакети мінералів, металів і непотрібу.

Сортування відходів виконується в такій послідовності: відходи, що привезені автомобільним транспортом, піддаються контролю за нормами радіоактивного забруднення, і після такого контролю направляються в бункер-дозатор для переробки. Завдяки системі транспортерів вони доставляються в установку для селективного відбору органічних компонентів (кухонні відходи, мінерали, папір), де проводиться одночасно і їх санітарна обробка і дезінфекція всієї маси. Залишки опрацьованої маси відходів поступають на транспортер, де в дію включається процес відбору чорних і кольорових металів електромагнітами, гуми і термопластичної маси і інших мінералів за допомогою вакуумних пристроїв чи вручну. Такий процес має технологічну назву «відбору». Органічна маса після відбору подається на дільницю для спалювання чи на дільницю відбору целюлози, виготовлення технічного паперу, виготовлення компостів чи на іншу дільницю, що спеціалізована на виготовленні відповідної сировини.

Наприклад, кістки риби і тварин подаються на дільницю виготовлення кісткового борошна для потреб птахівництва і тваринництва. Таке ж виконується з деревинними компонентами для виготовлення плитних матеріалів, з тканиною і шкірою – для виготовлення нетканих матеріалів і шкірозамінників, з гумою і гумовими виробами – для отримання бітуму і світлих нафтопродуктів. Термопластична маса подається спочатку на дробильну установку, а вже потім на прескудер для гранулювання і подальшого виготовлення мішкотари, предметів широкого споживання, будівельних конструкцій та інших виробів. Із скла виготовляється термоізолюючі матеріали або подрібнене скло передається стороннім організаціям. Метали пакетуються і передаються вторчормету, а акумулятори, батарейки, лампи розжарювання, ртутні лампи, інші прилади направляються на дільниці їх переробки і відправляються на заводи для переробки. Залишок мінеральних компонентів (зола, шлак та ін.) направляються на дільницю виготовлення будівельних матеріалів. Зола із системи очистки газів і утилізації тепла направляється на дільницю виготовлення компостів. Вода, очищена від механічних та хімічних включень, направляється в колектори-накопичувачі, а вуглекислий газ, що адсорбується із диму, транспортується на дільницю виготовлення вуглецевої кислоти.

В останні часи розроблена технологія спалювання сміття на пересувних станціях переробки відходів в електроенергію. Такі агрегати можуть поглинути від 100 до 3000 т сміття за добу і задовільнити електрикою окремі міста. На таких агрегатах можуть працювати ув’язнені.

Економічний зміст, окрім всього, що наведене вище, надають органічні відходи, з яких отримуються цінні органічні добрива, що мають високу ринкову вартість. Технологія їх видобутку не складна: відходи роздрібнюють і поміщають на деякий час у спеціальні ємкості для відстою. Після додаткової обробки і фільтрування органічну масу можна використовувати як добриво чи перегній. Технологічний арсенал переробки сміття, відходів і викидів не має обмежень, але він дозволяє запровадити індустріальний метод переробки і утилізації їх, видобуваючи вторинну сировину для металургійної, хімічної, целюлозної промисловості.

Розрахунки, що оцінюють потенційні можливості включення людського ресурсу пенітенціарної системи держави в досліджуваний процес, не провадяться за тією причиною, що складова технологічних операцій і робіт проста, а складова кваліфікаційної здібності ув’язненого відповідає всім відомим фахівцям вимогам і критеріям. За цим логічно дійти висновку про те, що галузь обробки і переробки побутових і промислових відходів і викидів є потенційним середовищем для застосування праці в’язнів. У табл. 4.23 наведено результати аналізу потенційних можливостей включення праці ув’язнених у виробничу діяльність.

Таким чином, пенітенціарна система держави за галузевими ознаками промисловості має потенційні можливості виконання ряду робіт. Щоб здійснити наміри, треба мати в своєму розпорядженні плідний механізм управління економічним середовищем і бажання в’язнів працювати, що можливе за розвитком підприємницької функції людини.