CC BY
56
- © В.А. Соловьев, А.И. Секунцов, 2014
УДК 622.232.7
В.А. Соловьев, А.И. Секунцов
ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОМБАЙНОВЫХ КОМПЛЕКСОВ НА РУДНИКАХ КОМПАНИИ ОАО «УРАЛКАЛИЙ»
Рассмотрена технология комбайновой выемки сильвинитовых пластов Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей с оценкой влияния горно-геологических, горнотехнических и технологических условий на производительность комбайновых комплексов. Рассмотрены основные технические и технологические решения, направленные на совершенствование технологии ведения очистных работ с увеличением нагрузки на комбайновый комплекс.
Ключевые слова: Верхнекамское месторождение калийно-магниевых солей, производительность комбайновых комплексов, экономическая оценка эффективности применения комбайновых комплексов разного состава.
Верхнекамское месторождение калийно-магниевых солей (ВКМКС) расположено на северо-востоке Пермского края и занимает площадь 3500 км2. Верхнекамское месторождение калийных солей разрабатывается пятью рудниками, принадлежащими компании ОАО «Урал-калий». К промышленным пластам отнесены и в настоящее время разрабатываются Красный II, АБ и Вс силь-винитового состава.
Отработка сильвинитовых пластов осуществляется комбайновым способом. На подготовительных и очистных работах применяются комбайны типов «Урал-61», «Урал-10», «Урал-20». На Четвертом Березниковском руднике ведутся работы по освоению комбайнов типа МР-320 производства фирмы Бап^к производительностью 10 т/мин.
Применяемые технологии ведения очистных работ не позволяют в полной мере реализовать технический потенциал современной горной техники.
В данной работе ставилась задача разработать технические решения, направленные на увеличение нагрузки на комбайновый комплекс.
С этой целью были проведены комплексные хронометражные наблюдения общей продолжительностью 24 смены за работой всех типов комбайнов, применяемых на Верхнекамских рудниках. Основные результаты наблюдений приведены в табл. 1.
На основании результатов проведенных хронометражных наблюдений можно констатировать, что эксплуатационная производительность комбайнов типа «Урал-20» в результате их модернизации увеличилась с 4,11 т/мин («Урал-20А») до 5,6 т/мин («Урал-20Р»). Однако их эксплуатационная производительность остается значительно ниже технической.
В целом комбайны типа «Урал» эксплуатируются с нагрузкой, обеспечивающей их производительность на уровне 74-82% относительно технической. Следует отметить, что применение комбайнов «Урал-20Р» взамен «Урал-20А» позволило увеличить их эксплуатационную производительность с 4,11 до 5,6 т/мин или в 1,3 раза.
Опрос машинистов выемочных машин и ИТР горных участков показал, что комбайновые комплексы последнего поколения стали более надежными в эксплуатации и их показатели рабо-
Таблица 1
Основные показатели работы комбайновых комплексов по результатам хрономе-тражных наблюдений
Измеряемый технологический параметр Значение параметров по рудникам и составу комбайновых комплексов
Бывший БКПРУ-1 «Урал-20А», БП-14, 5ВС-15 БКПРУ-2 «Урал-61», БП-14ВМ, 5ВС-15 БКПРУ-4 «Урал-10А», БП-15, 10ВС-15 БКРПУ-4 «Урал-20Р», БПС-25, ВС-30 СКРУ-2 «Урал-20Р», БП-15, 5ВС-15
Продолжительность загрузки самоходного вагона, мин 0,67 0,76 0,9 0,8 0,85
Продолжительность разгрузки вагона на конвейер через рудоспускную скважину, мин 0,95 1,28 1,5 1,5 0,93
Средняя скорость движения вагона, м/мин 130 67 135 89 98
Техническая производительность комбайна, т/мин 5,0 3,0 5,0 7,0 7,0
Средняя минутная производительность комбайна по отбойке руды, т/мин 4,11 2,78 3,61 5,49 3,57
Добыча руды за смену, т 450 462,5 387,5 275 512,5
Относительное время работы комбайнового комплекса по добыче сильвинитовой руды,% 43 61,2 37,8 10 33,5
Относительное время простоя конвейеров за смену,% 20 35 55 85 60
Относительное время на ремонт и профилактику оборудования в смену,% 37 3,8 7,2 5 6,5
ты полностью зависят от работы конвейерного транспорта. Работа конвейерного транспорта, в первую очередь, зависит от потребности в руде обогатительных фабрик и от технического состояния конвейерного транспорта.
Простои конвейерных линий по результатам хронометражных наблюдений и данным диспетчерского учета превышают 50% времени смены.
По причине систематических простоев конвейерных линий коэффициент использования комбайновых комплексов во времени на очистных работах составляет 0,1-0,6 (10-60% рабочего времени).
Основываясь на результатах хро-нометражных наблюдений, предло-
жены технические решения, обеспечивающие повышение нагрузки на комбайновые комплексы и уменьшение их числа на рудниках.
Первым техническим решением предполагается использование двух самоходных вагонов в составе комбайновых комплексов. Наиболее благоприятные условия для ведения очистных работ с использованием двух самоходных вагонов имеются на рудниках, располагаемых в южной части Верхнекамского месторождения (рудники Второго и Четвертого Березниковских рудоуправлений). Особенно важным для внедрения в производство данной технологии является то, что указанные участки сильвинитовых пластов АБ и
Рис. 1. Технологическая схема ведения очистных работ при применении двух самоходных вагонов в комбайновом комплексе: а - отработка верхнего хода в камере, б - отработка нижнего хода
Красный II отличает относительно небольшая складчатость, что особенно важно для внедрения в производство новых технологий.
На рис. 1 приведена технологическая схема ведения очистных работ при использовании двух самоходных вагонов.
В результате расчетов производительности комбайновых комплексов по методике, приведенной в работе [1], установлено, что применение технологии ведения очистных работ комбайновыми комплексами с двумя самоходными вагонами позволяет увеличить нагрузку на комплекс в 1,2 раза.
При отработке камер с наложением ходов комбайна по высоте на пласте Красный II данная технология, с использованием двух самоходных вагонов, экономически эффективна только при применении комбайновых комплексов типа «Урал-20Р» с самоходными вагонами грузоподъемно-
стью до 15 т и мощности второго вынимаемого слоя 2,8-3,1 м.
Второе техническое решение предполагает использование в комбайновом комплексе погрузочно-до-ставочной машины с электрическим приводом (ПДМ) (рис. 2).
Применение данной технологии позволяет при прочих равных условиях увеличить нагрузку на комбайновый комплекс не менее чем в 1,3 раза за счет магазинирования отбитой руды вблизи рудоспускных скважин в периоды простоя конвейерных линий с последующей ее интенсивной отгрузкой в периоды отсутствия руды на конвейерной линии.
В результате расчетов установлено, что наибольшей производительностью (более 600 т/смену) обладает комбайновый комплекс «Урал-20Р» с большегрузным самоходным оборудованием (БПС-25 и ВС-30) и ПДМ ЕБТ3,5.
На основании полученных фактических показателей работы комбайновых комплексов для условий рудника Четвертого Березниковско-го рудоуправления в соответствии с методикой [1] выполнены расчеты производительности комбайновых комплексов разной комплектности при двухслойной выемке пласта Красный II мощностью 5,6 м.
Результаты расчетов производительности комбайновых комплексов разной комплектности приведены на рис. 3-4. Из рисунков видно, что до-оснащение комбайнового комплекса в составе комбайна «Урал-20Р», бункера-перегружателя БПС-25 и самоходного ВС-30 вторым самоходным вагоном способствует увеличению
производительности в 1,2 раза, а применение погрузочно-доставочной машины ЕБТ3,5 обеспечивает увеличение производительности комплекса не менее чем в 1,3 раза.
Значительное повышение производительности комбайнового комплекса достигается при применении ПДМ ЕБТ3,5 и обусловлено сокращением продолжительности простоев, вызванных остановками конвейерного транспорта. В расчетах время работы комбайнового комплекса принято сокращение простоев на 30%, что соответствует увеличению коэффициента использования комбайнового комплекса во времени с 0,27 до 0,35 (Кисп = 0,35).
В результате применения ПДМ при остановках конвейерного транспор-
Q.4V.'. — ¿Vil У - .V ■ J,-. - А vdc - dvnia участка о камере, с котором npojtmióнт?я .иа?амнчро<хпшс. м;
Ol- '.масса Jcí\ru¿tijl/Hitp<ji¡aMHoítp)4)b*,
■у - tjíMMiw/í (ice omvi'iHoíiр\0ы, т/.и',
«Vh - r. n.inutii. сечешш камеры, я котуюй пршялхштся Müt'vwtnpoflaHite pyiitj, ir: i * щпал/нитя каисри
Рис. 2. Технологическая схема ведения очистных работ при применении ПДМ в составе комбайнового комплекса: а - отработка верхнего хода в камере, б - отработка нижнего хода
а.
- ' г
—3-
1Я Li) 200 250 in itw ззо аь
1 - БП-15 и 10ВС-15 (2шт.); 2 - БП-15, 10ВС-15 и EST 3,5; 3 - БП-15 и 10ВС-15
Рис. 3. Изменение эксплуатационной производительности комбайнов «Урал-20Р» (QЭ) от длины камеры (LК) при работе в комплексе с самоходным оборудованием
1 - БПС-25, ВС-30 и EST 3,5; 2 - БПС-25 и ВС-30 (2 шт.); 3 - БПС-25, ВС-30 и 10ВС-15; 4 - БПС-25 и ВС-30
Рис. 4. Изменение эксплуатационной производительности комбайнов «Урал-20Р» (QЭ) от длины камеры (LК) при работе в комплексе с большегрузным самоходным оборудованием
та, комбайновый комплекс продолжает работать, осуществляя складирование отбитой руды в отработанных камерах вблизи рудоспускной скважины. Отгрузка замагазинирован-ной руды осуществляется ПДМ ЕБТ3,5 в период выполнения подготовительно-заключительных операций по обслуживанию комбайнового комплекса и при недогрузке конвейерной линии рудой.
Расчетная производительность ПДМ ЕБТ3,5 с ковшом емкостью 3,1 м3 при средней длине доставки 60 м составляет 115 т/ч, что позволяет в течение двух часов осуществлять отгрузку дополнительного (замагазинированного) объема руды.
Выполнена экономическая оценка эффективности применения в составе комбайновых комплексов
Таблица 2
Экономическая оценка эффективности применения комбайновых комплексов разной комплектации
Технология Производительность комбайнового комплекса, тыс. т/год Дополнительная прибыль, млн. руб.
на один комбайновый комплекс в целом по руднику
Базовая технология: «Урал-20Р», БП-14, 5ВС15 «Урал-20Р», БПС-25, ВС-30 375 450 - -
Технология с двумя вагонами: «Урал-20Р», БП-14, 5ВС-15 (2 шт) «Урал-20Р», БПС-25. ВС-30 (2 шт) 460 535 0,2 -2,0 4,6 -38,0
Технология с ПДМ: «Урал-20Р», БП-14, 5ВС-15, ЕБТ-3,5 «Урал-20Р», БПС-25. ВС-30, ЕБТ-3,5 485 635 5,7 11,0 115,7 176,6
Использование ПДМ для зачистки почвы «Урал-20Р», БП-14, 5ВС-15, ЕБТ-3,5 «Урал-20Р», БПС-25, ВС-30, ЕБТ-3,5 3,3 5,0 7,3 9,2 146,9 147,5
второго самоходного вагона и ПДМ типа ЕБТ3,5 (табл. 2).
Установлено, что при применении большегрузного самоходного оборудования для доставки руды (БПС-25 и ВС-30) оптимальная по производительности комбайнового комплекса длина очистных камер увеличивается до 300-350 м (см. рис. 4), что позволяет значительно сократить удельный объем подготовительно-нарезных работ.
Наличие на выемочном участке ПДМ с электрическим приводом позволяет осуществлять зачистку вые-
1. Методическое руководство по ведению горных работ на рудниках ОАО «Сильвинит». - Новосибирск: Наука, 2011. -487 с.
мочного штрека и очистных камер от «просыпи» отбитой руды, составляющей 0,52 т/м горной выработки или более 100 т на камеру [2], что обеспечивает получение дополнительной прибыли в размере 7,3-9,2 млн. руб. на один комбайновый комплекс.
В целом данные технические решения могут дать весьма значительный экономический эффект по руднику в результате сокращения или вывода в резерв значительного числа комбайновых комплексов (3-4 комплекса на рудник).
_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Методическое руководство по ведению горных работ на рудниках Верхнекамского калийного месторождения / Уральский филиал ВНИИГ. - М.: Недра, 1992. - 468 с. ЕШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
Соловьев Вячеслав Алексеевич - доктор технических наук, профессор,
главный научый сотрудник, e-mail: [email protected],
Секунцов Андрей Игоревич - инженер, e-mail: [email protected],
Уральский научно-исследовательский и проектный институт галургии (ОАО «Галургия»)
UDC 622.232.7
IMPROVING COMBINE SYSTEM PERFORMANCE AT THE MINES OF URALKALY OJSC
Solovyev V.A., Doctor of Technical Sciences, Professor, Chief Researcher, e-mail: [email protected], Sekuntsov A.I., Engineer, e-mail: [email protected],
Urals Research, Development and Design Institute of Mineral-Salt Production (JSC «Galurgiya»).
This paper considers a continuous mining process for sylvinite beds of Verkhnekamskoye deposit of potassium and magnesium salts and estimates the effects of mining-and geological, mining and production conditions on the combine system performance. It also considers main technical and process solutions aimed at improving the stoping process and increasing the combine system load.
Key words: Verkhnekamskoye Deposit of Potassium and Magnesium Salts, Combine System Performance, Economic Estimation of Combine System Application with Different Constitution.
REFERENCES
1. Metodicheskoe rukovodstvo po vedeniju gornyh rabot na rudnikah OAO «Sil'vinit» (Instructional guidelines on mining for Silvinite JSC mines), Novosibirsk, Nauka, 2011, 487 p.
2. Metodicheskoe rukovodstvo po vedeniju gornyh rabot na rudnikah Verhnekamskogo kalijnogo mestorozhdenija. Ural'skij filial VNIIG (Instructional guidelines on mining for the Upper Kama Potash Deposit mines. Ural Division, All-Russian Research Institute of Hydrodynamics), Moscow, Nedra, 1992, 468 p.
