Пути повышения эффективности послойно-полосовых технологий Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

2. Афанасьев А.Е. // Коллоид. журнал. 1981. Т. 48. № 5. С. 835.

3. Афанасьев А.Е., Чураев Н.В. Оптимизация процессов сушки и структурообразования в технологии торфяного производства. М.: Недра, 1992. 288 с.

4. Коагуляционные контакты в дисперсных системах / В.В. Яминский, В.А. Пчелин, Е.А. Амелина, Е.Д. Щукин. М., 1985. 185 с.

5. Афанасьев А.Е., Тяботов И.А. // Известия вузов. Горный журнал. 1984. № 8. С.27.

6. Лиштван И.И., Базин Е.Т., Косов В.И. Физические свойства торфа и торфяных залежей. Мн.: Наука и техника, 1985. 240 с.

7. Пухова О.В. Закономерности изменения физических свойств торфа при его переработке и сушке. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. Тверь. ТГТУ, 1998. 20 с.

— Коротко об авторах -----------------------------

Волков А.В. - аспирант,

Нестерова Н.И. - студентка,

Пухова О.В. - кандидат технических наук, доцент, Тульский государственный технический университет.

-------------------------------------- © С. А. Шемякин, Е.С. Клигунов,

2006

УДК 621.879.38:622.232

С.А. Шемякин, Е. С. Клигунов

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОСЛОЙНО-ПОЛОСОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Семинар № 12

ш ж ослойно-полосовые технологии Ц. добычных работ с применением выемочных машин фрезерного типа нашли широкое применение во всем мире за счет возможности вести селективную экскавацию полезного ископаемого в сложноструктурных месторождениях. Немаловажное значение имеет и то обстоятель-

ство, что современные выемочные машины фрезерного типа обеспечивают разработку достаточно крепких пород. Это позволяет в свою очередь уменьшить объем буро-взрывных работ, оказывающих вредное влияние на окружающую среду.

£Г^--

Г.

Л

С:

С

о

Рис. 1. Технологическая схема работы выемочной машины с бункером (а) и загрузка автосамосвала породой из бункера (б): 1 - выемочная машина; 2 - бункер с приводными колесами; 3 - автосамосвал

Послойно-полосовые технологии наиболее эффективны тогда, когда выемочные машины работают в комплекте с конвейерным транспортом. В этом случае рассматриваемые технологии приближаются к поточным. Однако, объем открытых горных работ по такой схеме мал по сравнению с объемом работ выполняемым по технологической схеме, в которой работают выемочные машины в комплекте с автомобильным транспортом.

Последней технологической схеме, несмотря на значительные преимущества по сравнению с традиционными, присущи следующие основные недостатки:

- простой выемочной машины во время замены автосамосвалов;

- простой автосамосвалов под загрузкой около выемочной машины.

Таблица 1

Кроме того, выемочные машины фрезерного типа мало приспособлены для разработки связных мелкозернистых,

мерзлых и талых пород, что снижает область применения послойно-полосовых технологий на открытых горных работах.

Значение установленной и потребных мощностей на рабочем органе машин фрезерного типа при работе на мерзлых мелкозернистых породах

Марка машины Установленная мощность на рабочем органе, кВт Потребная мощность на рабочем органе при работе на однородных мелкозернистых мерзлых породах, кВт Потребная мощность на рабочем органе на мерзлых породах с 20% содержанием крупнообломочных включений, кВт

КСМ-2000 370 238 365

КСМ-4000 740 475 734

КСМ-2000К 1100 510 890

3500БМ 450 290 443

4200БМ 550 352 544

Таблица 2

Показатели экономической эффективности от внедрения послойно-полосовой технологии вскрышных работ на Ургальском угольном месторождении с применением выемочной машины КСМ-4000 с бункером по сравнению с работой КСМ-4000 без бункера

Наименование показателей и измеритель Обозначение Значение показателя

1. Чистый дисконтированный доход, у.е. ЧДД 1200000

2. Индекс доходности ИД 2,56

3. Внутренняя норма доходности Евн -

4. Срок окупаемости, месяцы Ток 5

Таблица 3

Показатели экономической эффективности от внедрения послойно-полосовой технологии вскрышных работ на Ургальском угольном месторождении с применением выемочной машины КСМ-4000 с бункером по сравнению с технологией, связанной с буро-взрывныши работами

Наименование показателей и измеритель Обозначение Значение показателя

1. Чистый дисконтированный доход, у.е. ЧДД 4689000

2. Индекс доходности ИД 6,25

3. Внутренняя норма доходности Евн -

4. Срок окупаемости, месяцы Ток 3,8

Таблица 4

Экономические показатели внедрения КСМ-4000 и большегрузных скреперов с промежуточной подгребающей стенкой на Ургальском угольном месторождении вместо технологии, связанной с буро-взрывными работами

Наименование показателей и измеритель Обозначение Значение показателя

1. Чистый дисконтированный доход, у.е. ЧДД 15200000

2. Индекс доходности ИД 1,16

3. Внутренняя норма доходности Евн 0,51

4. Срок окупаемости, месяцы Ток 19

Известно [1, 2], что во время замены автосамосвалов выемочные машины фрезерного типа (комбайны) из-за простоя теряют производительность на 12-28 % (в среднем на 20 %). Как правило, комбайны работают в комплекте с 3-5 автосамосвалами, количество которых зависит от их грузоподъемности и дальности транспортировки породы. Однако, независимо от грузоподъемности и дальности транспортировки породы, один из автосамосвалов практически постоянно простаивает под загрузкой. В значительной мере уменьшить простой автотранспорта под загрузкой около комбайна и простой самого комбайна можно за счет прицепного к комбайну бункера с приводными колесами. В этом случае бункер загружается ленточным конвейером комбайна, а автотранспорт загружается из бункера без остановки комбайна. Наличие бункера у комбайна позволяет уменьшить количество транспортных средств на одну единицу и тем самым повышает эффеткивность выполнения работ (рис. 1).

Особенностью сцепки прицепного бункера с комбайном является то, что она должна обеспечивать три степени свободы бункера относительно комбайна. Бункер может быть выполнен и в самоходном варианте без сцепки с комбайном, но в этом случае он должен быть снабжен следящей системой, обеспечивающей синхронность работы бункера с комбайном.

Другой способ повышения эффективности послойно полосовых технологий с применением выемочных машин фрезерного типа это замена автосамосвалов или землевозов (углевозов) на скреперы с удлиненными ковшами и наличием интен-сификаторов загрузки ковша при черпании породы. По этой технологии (рис. 2) на рабочих площадках уступов работают выемочные машины фрезерного типа, которые разрыхляют породу фрезой. Горизонтальный и наклонный поворотный конвейеры выключены из работы. Скреперы с удлиненными ковшами и интенси-фикаторами загрузки зачерпывают раз-

рыхленную породу и транспортируют ее во внутренние или внешние отвалы. Эта технология работ позволяет исключить простои выемочной машины при замене транспортного средства и простои транспортного средства под загрузкойЦелесо-образно с точки зрения снижения энергоемкости процесса зачер-пывания породы ковшом скрепера, разрыхленной фрезой комбайна, во - первых, чтобы скрепер при черпании двигался вслед за комбайном, во

- вторых, ширина ковша скрепера была бы меньше ширины фрезы комбайна на 100-200 мм, и, в - третьих, глубина черпания равна глубине корыта выфрезеро-ванного комбайном.

Работа скреперов с длинными ковшами и интенсификаторами загрузки в комплекте с выемочными машинами фрезерного типа позволяет повысить эффективность открытых горных работ в течении летнего и зимнего периодов года в 1,5-2 раза по сравнению с технологией связанной с буровзрывным рыхлением и комплектом экскаватор - автосамосвал, которая чаще всего применяется в Российской Федерации. Скреперы при этом становятся всесе-зонными машинами, поскольку зачерпывают разрыхленную талую и мерзлую породу.

Фрезы выемочных машин оборудованы зубьями с узкой по ширине и овальной по форме режущей кромкой. Такие зубья обеспечивают высокое удельное давление на забой, что позволяет разрушать достаточно крепкие породы. Однако, такие зубья мало приспособлены для фрезерования слабых связных (суглинков, глин) пород, как в талом, так и мерзлом состояниях. Эти зубья нарезают узкие канавки в забое, оставляя целики породы между канавками. Это обусловлено тем, что на связных однородных мелкозернистых породах развал прорези незначителен или совсем отсутствует. Соприкосновение корпуса фрезы с целиком породы в забое приводит к стопорению выемочной машины. При работе на связных породах необходимы зубья фрезы с широкой режущей

кромкой, при этом режущие кромки всех зубьев, вынесенные условно на одну образующую, должны перекрывать ее без промежутков между собой. Используя известные теоретические зависимости [3] для определения сопротивления резанию мерзлых пород, можно определить потребную мощность на рабочем органе при ступенчато - шахматной расстановке зубьев и трехкратном повторении ее по ободу рабочего органа. Значения потребной мощности приведены в табл. 1. Результаты расчетов свидетельствуют (табл. 1) о принципиальной возможности работы

1.Панкевич Ю.Б., Шимм Б., Денге П. Опыт применения горных комбайнов Wirtgen Surface Miner на угольных разрезах мира. Горная промышленность № 9. 1999. с. 46-52.

2. Штейцайг Р.М., Мельников А.С., Этингоф Е.А. Об эффективности безвзрывных послойнополосовых технологий обработки массивов креп-

машин послойного фрезерования на вскрышных мерзлых мелкозернистых работах, а так же мерзлых породах с 20 % содержанием крупнообломочных включений размером 100-150 мм. Рассматриваемая модернизация рабочего оборудования комбайнов фрезерного типа расширяет степень их использования на открытых горных работах.

Экономический прогноз от предлагаемых технологических и технических решений применительно к вскрышным работам на Ургальском угольном месторождении приведен в табл. 2, 3, 4.

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ких горных пород. Открытые горные работы № 4. 2000. с. 34-39.

3. Шемякин С.А., Клигунов Е.С. Сопротивление резанию однородных и неоднородных мерзлых пород // Строительные и дорожные машины. 2004. №2. С. 37-42.

— Коротко об авторах -----------------------------------------------------------------

Шемякин С.А. - кандидат технических наук, доцент,

Клигунов Е.С. - старший преподаватель,

кафедры «Строительные и дорожные машины» со специализацией «Открытые горные работы», Хабаровский государственный технический университет (ХГТУ).

ДИССЕРТАЦИИ

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИИ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ

Автор Название работы Специальность Ученая степень

ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА им. А.А. СКОЧИНСКОГО

ПУШКАРЕВА Разработка и обоснование методологии

Вера оценки эффективности флотационного

Петровна разделения для углей с повышенным со-

держанием тонких классов

к.т.н.