CC BY
17
СИМПОЗИУМ «СОВРЕМЕННОЕ ГО WOE ДЕЛО; ОБРАЗОВАНИЕ, НАУКА, ПРОМЫШЛЕННОСТЬ» ПОСПЯЩАЕГСЯ ПАМЯТИ АКАДЕМИКА ВЛАДИМИРА ВАСИЛЬЕВИЧА РЖЕПСКОГО
29.01.96-2.02.96 Г
м.г.новожилов
Государственная горная академия Украины А. С. ПРИГУНОВ С.М.БРО ИГТМ НАН Украины
Решение проблемы внедрения на карьерах скального типа поточной технологии
Внедрение поточной технологии на карьерах с крепкими породами и рудами, позволит создать горнодобывающие предприятия нового поколения, производительность труда на которых возрастет минимум в 3 раза и себестоимость минеральной продукции понизится на 35-40 %.
Для широкого внедрения на действующих и вновь строящихся карьерах скального типа необходимо иметь специальное горнотранспортное оборудование непрерывного действия, отличающееся высокой производительностью, надежностью в работе, пониженной металлоемкостью и энергоемкостью. Этим требованиям полностью отвечает комплекс машин непрерывного дей-ствия для разработки взорванных скальных пород и руд, разработанный учеными и специалистами ИГТМ НАН Украины в 1962-1966 гг. под руководством проф. М.Ново-жилова, который является основоположником новой прогрессивной циклично-поточ-ной и поточной технологии открытой разработки месторождений с крепкими породами. Основными разработчиками и конструкторами указанного оборудования являются док.техн.наук Б.Н.Тартаковский,
канд.техн. наук А.С.Пригунов и канд.техн.на-ук С.М.Бро. Совершенствование и исследование конструкций указанного горнотранспортного оборудования продолжалось после 1966 г. вплоть до 1990 г.
Комплекс машин непрерывного действия ИГТМ НАН Украины включает:
• экскаватор непрерывного действия - ЭР ГС-5000 и экскаватор роторный гусеничный скальный с ковшом вместимостью 5000 л,
• грохотиль но-дробильный перегружатель - ПГС-2250 / перегружатель гусеничный скальный
• воронку загрузочную передвижную - ВЗП.
Этот комплекс машин предназначен для выемки, дробления и погрузки горной массы, извлекаемой из забоя, на ленточные конвейеры стандартного типа.
Экскаватор непрерывного действия для разработки взорванных скальных пород состоит из рабочего оборудования, несущих конструкций верхних строений, ходовой части, основных и вспомогательных систем обслуживания работы экскаватора.
Рабочее оборудование содержит рабочий орган в виде двухковшевого ротора с диаметрально противоположным расположением ковшей и привод ротора, закреплен-ные на рукояти, механизм напора, посредством которого рукоять перемеюается по стреле, механизм подъема стрелы совместно с рукоятью и рабочим органом, систему конвейеров с приемным, промежуточным и консольным разгрузочным конвейерами. Несущие конструкции верхних строений включают подвесную платформу с машинным залом и опирающуюся на поворотный круг платформы, на которой расположены пилон, стрела и кабина машиниста. В качестве ходовой части используется высокоманевренный гусеничный ход, состоящий из двух гусеничных тележек с приводами, рамы, опорно-поворотного круга, зубчатого колеса механизма поворота и центральной цапфы.
сю
Наполнение ковшей экскаватора осуществляется сочетанием управляемого вращательного движения вокруг оси ротора и одновремен ного поступательного движения рукояти. Загрузочная часть конвейера, кинетически связанная с приводом ротора, совершает круговые движения синхронно движению ковшей экскаватора. В момент начала разгрузки ковша приемная воронка конвейера подается под разгрузочную часть ковша для осуществления безударной перегрузки, а после разгрузки удаляется из-под него для пропуска ковша. Конвейеры на экскаваторе безроликовые, оборудованные в приемной части специальными устройствами, обеспечивающие безударную загрузку. Процесс черпания горной массы одним ковшом совмещается во времени с процессом разгрузки другого ковша на приемный конвейер, что позволяет создать непрерывный поток. Из рабочего цикла экскаватора исключены (непременные для экскаватора цикличного действия) непроизводительные повороты на разгрузку и возвращение в забой. Технологические операции по уборке негабарита, разборке забоя и подработке подошвы уступа выполняются по технологической схеме работы одноковшового экскаватора цикличного действия. Экскаватору присущи следующие технологические преимущества: улучшаются условия работы машиниста экскаватора путем снижения динамических нагрузок и отсутствия постоянных весьма интенсивных поворотов экскаватора, контролируются куски горной массы, негабаритные по приемной щели дробилки, снижается по сравнению с одноковшовыми экскаваторами энергопотребление и материалоемкость при высокой производительности, обеспечивается селективная выемка полезных ископаемых, умень шается емкость бункера-перегружателя в связи с обеспечением непрерывности потока горной массы.
Техническая характеристика экскаватора ЭРГС-5000
Теоретическая производитель------2250
ность в рыхлом состоянии при Кр=1,3, м3/ч
Высота копания, м —19,5
Радиус разгрузки,м —24
Вместимость ковша, м3 — 5
Высота разгрузки, м — 18
Усилие напора, т — 45
Усилие копания, т — 40
Радиус копания, м — 27
Установленная мощность, КВт — 1900 Масса, т — 700
Перегружатель гусеничный, скальный состоит из ходовой части, платформы, с размещенными на ней приемным бункером, грохотом-питателем, дробилкой, передаточным конвейером и разгрузочной консолью.
Грохот-питатель отделяет горную массу крупностью менее 500 мм и передает ее на конвейер. Надгрохотная часть разделяется на две части: негабарит по приемному отверстию дробилки (куски размером более 1200 мм) удаляются из потока без его остановки за пределы перегружателя на подошву уступа; горная масса, подлежащая дроб лению (куски от 500 до 1200 мм) подается в дробилку.
Дробилка является основным звеном перегружателя и предназначена для дробления горной массы крепостью до 20 по шкале М.М.Протодьяконова с размерами кусков 500-1200 мм, которые не могут транспортироваться ленточным конвейером . Принцип ее работы основан на дроблении кусков горной массы в горизонтальном серповидном пространстве, образованном дробящими поверхностями валков, установленными один внутри другого со смещением их вертикальных осей вращения. В дробилке реализуются разные линейные скорости вращения валков и переменный угол захвата. Кусок, попадая в широкую часть кольцевого зазора, начинает вращаться со скоростью цилиндра и вала. При определенном соотношении угла захвата и коэффициента трения кусок затягивается в сужающийся зазор и дробится. Достоинствами дробилки являются: небольшая высота и масса дробилки, уравновешенность дробящихся тел и возможность установки дробилки без фундамента.
Техническая характеристика перегружателя ПГС-2250
Производительность (в рых-----2250
лом состоянии) м3/ч Крепость дробимых пород по — 20 шкале М.М.Протодьяконова До
Производительность дробил-----500
ки по надгрохотному продукту (класс +500 мм), м^/ч
Размеры приемного отвер- 1300x1800 стия дробилки, мм
Высота перегружателя вмес-----8,5
те загрузки, м
Установленная мощность, — 1100 кВт
Масса, т — 600
Агрегаты добычного комплекса для разработки взорванных скаль ных пород (ЭРГС, ПГС) прошли лабораторные и промышленные испытания на действующих карьерах, а также экспертные оценки проект ных институтов машиностроительного и горного профилей.
Проектными институтами были выполнены технические проекты, размещены заказы на серийное изготовление рассматриваемого оборудования на машиностроительных заводах, однако выполнение последних было приостановлено с распадом Советского Союза.
В проекте института «Кривбасспроект», выполненном в 1977 г. для карьера ЦГОК, показан годовой экономический эффект работы одного забойного комплекса машин непрерывного действия в сумме 2,4 млн. рублей (в ценах 1977 г.), повышение производительности труда рабочих в 2,8 раза, высвобождение 6 экскаваторов ЭКГ-4,6 и 80 автосамосвалов грузоподъемностью 40 т каждый.
Согласно данных проекта опытно-промышленного участка Калмакырского карьера, выполненного в 1989 г. институтом ВНИПИгорцветмет, применение поточной технологии с комплексом машин непрерывного действия обеспечивает повыше-
ние производительности труда рабочих в 2 раза и экономический эффект по приведенным затратам- 2,7 млн.руб.в год (в ценах 1989 г.). Таким образом, проектные данные подтверждают высокую работоспособность рассматриваемого горного оборудования и возможность получения при его использовании на карьерах высоких технико-экономических показателей, соответствующих мировому уровню.
При поточной технологии горных работ на рабочих горизонтах эксплуатарует-ся один комплекс машин непрерывного действия в составе экскаватора, перегружателя, загрузочной воронки, системы забойных, торцовых, передаточных и магистральных наклонных ленточных конвейеров.
Взорванная горная масса из забоя экскаватором непрерывного действия подается на перегружатель, на котором разделяется грохотом на под- и надгрохотный материалы. Подгрохотный материал загружается через загрузочную воронку на забойный конвейер, а надгрохотный поступает в дробилку и после дробления также загружается на забойный конвейер. Системой конвейеров горная масса доставляется на поверхность карьера.
На земной поверхности в зависимости от месторасположения пункта назначения (обогатительная фабрика или отвал) горная масса доставляется либо непосредственно ленточными конвейерами, или с перегрузкой на другие виды транспорта. Отвалы оборудуются системой ленточных конвейеров и консольным отвалообразова-телем для скальных пород, обеспечивающих отсыпку высоких отвалов.
При циклично-поточной технологии (ЦПТ), рассматриваемый забойный комплекс машин может быть эффективно использован в качестве мобильного внутри-карьерного перегрузочного пункта для перегрузки горной массы с автомобильного (лучше - с троллейвозного) транспорта на конвейерный подъемник.
Экскаватор непрерывного действия может быть использован взамен одноковшового при работе в забое с автомобильным или железнодорожным транспортом, на внутрикарьерном перегрузочном пункте для перегрузки горной массы с автомобильного транспорта на железнодорожный, на усреднительном складе для усреднения и перегрузки горной массы, при отсыпке внешних отвалов в комплексе с железнодорожным транспортом, в сочетании с отвалообразова-телем для скальных пород; при внутреннем отвалообраозвании для засыпки выработанного пространства карьеров и др. Перегружатель может быть использован на перегрузочных пунктах в сочетании с одноковшовым экскаватором, а дробилка на стационарных и полустаци-онарных внутрикаръерных перегрузочных пунктах.
Наиболее прогрессивным направлением модернизации технологического транспорта на современных карьерах является -конвейеризация последних с применением стандартных ленточных конвейеров, конвейерных поездов и других видов конвейерного транспорта в комплексе с экскаваторами непрерывного действия и самоходными грохотильно-дробильными перегружателями для разработки взорванных скальных горных пород.
Конвейерный транспорт отличается пониженной металло- и энергоемкостью, позволяет коренным образом улучшить атмосферный климат в глубоких карьерах, существенно повысить производительность труда рабочих и снизить себестоимость минерального сырья.
С точки зрения потребления энергии и использования рабочей силы конвейерный транспорт значительно эффективнее автотранспорта.
По зарубежным данным в течение 10 лет автопарк нуждается в трехкратной замене, на что требуются значительные капитальные затраты. Также необходимо отказаться от тепловозов, потребляющих дизельное топливо и развивающие низкую
производительность по сравнению с электрифицированными средствами карьерного транспорта.
Мировая практика располагает значительным опытом преодоления энергетического кризиса в горнорудной промышленности путем реконструкции карьерного транспорта на крупнейших горных предприятиях Запада, когда энергетический кризис на нефтяное топливо создал в шестидесятых годах острейшую проблему, угрожающую остановке работы карьеров. В связи с этим, многие крупнейшие карьеры США, Бразилии, Чили, Австралии были переведены с автомобильного транспорта на конвейерный, который оказался весьма эффективным, позволяющим успешно продолжать работу горных предприятий. При этом реконструкция технологического транспорта проводилась без остановки работы карьеров.
Заслуживает внимания опыт применения короткозвенных мобильных конвейеров, выполненных из легких металлоконструкций длиной 30 м, при ширине конвейерной ленты 1200 мм (мощностью моторов 74 кВт), перемещаемых по карьеру бульдозерами. При этом используются конвейерные конструкции из короткозвенных конвейеров в качестве сборных конвейеров различной длины, соединяющих отдельные экскаваторные забои с магистральными конвейерами в карьере. Это мероприятие позволило получать существенную экономическую выгоду.
Приведенные примеры из опыта зарубежной практики подтверждают целесообразность перевода отечественных карьеров на конвейерные системы транспорта взорванных скальных горных пород, а также многочисленных карьеров с небольшой глубиной и производительностью, применяя при этом в обязательном порядке предвари тельное дробление горной массы в карьерах.
© Авторов
