CC BY
162
--© В.Д. Афанасьев, H.A. Раченко,
A.M. Нечай, 2012
УЛК 613.644
В.Д. Афанасьев, H.A. Раченко, A.M. Нечай
ШУМ ПРИ ПЕРЕГРУЗКЕ ГОРНОЙ МАССЫ И СРЕДСТВА ЕГО СНИЖЕНИЯ
Представлены варианты использованных в горной промышленности перегрузочных узлов и бункеров. Рассмотрены особенности излучения ими ударного шума. Приведена конструкция звукоизолирующего загрузочного бункера дробилок КСД-2200 и КМД-2200. Выполнена оценка снижения шума.
Ключевые слова: перегрузочные узлы, загрузочные бункера, ударный шум, звукоизолирующий бункер дробилок.
В связи с разнообразием горно-геологических условий залегания полезных ископаемых все большее распространение получают комбинированные схемы транспортирования, в которых на отдельных участках одной трассы используют различные виды транспорта [1, 2].
Целесообразность применения таких схем обусловлена тем, что для каждого вида транспорта имеется вполне определенная область их эффективного применения.
Так как широко используют как цикличные, так и непрерывные виды транспорта, в местах их стыковки устраивают перегрузочные пункты, набор оборудования которых зависит от характера транспортируемой горной массы и от стыкуемых видов транспорта.
Устройство перегрузочных пунктов на стыке автомобильного и конвейерного транспорта отличается наибольшим разнообразием. Так как ленточные конвейеры обычного типа могут перемешать грузы крупностью до 400 мм, а во взорванной горной массе, как показывает практика, всегда имеются куски крупностью до 1500 мм, перегрузочные пункты необходимо оборудовать средствами 216
отбора негабарита или дробления горной массы.
На рис. 1 показаны схемы некоторых перегрузочных пунктов при комбинировании автомобильного и конвейерного транспорта [1].
В схеме (рис. 1, а) предусмотрен пропуск всей горной массы через дробилку 6 с последуюшей погрузкой на конвейер 3. В схеме (рис. 1, б) через дробилку 6 пропускают только крупные фракции, а мелкие просеивают через колосниковые грохоты непосредственно на ленточный конвейер. При использовании специальных ленточных конвейеров, способных перемешать грузы крупностью до 1500 мм, из процесса перегрузки исключают дробление и схема имеет вид, изображенный на рис. 1, в. В перегрузочных пунктах, выполненных по этой схеме, почти вся горная масса грузится на специальный конвейер 8, а особо крупные куски разрушаются бутобоем 7.
Большинство сушествуюших пунктов перегрузки с автомобильного на конвейерный транспорт представляют собой сложные дорогостояшие сооружения стационарного типа, располагаемые на концентрационном горизонте, куда с нескольких уступов свозится
Рис. 1. Схемы перегрузочных пунктов на стыке автомобильного и конвейерного транспорта
горная масса автосамосвалами. Из приведенных схем перегрузочных пунктов видно, что на стыке двух цикличных видов транспорта устраивают эстакады, промежуточные склады, загрузочные воронки, бункера большой вместимости с затворами, шиберами и другими устройствами, отсекающими грузопоток.
При переработке кускового материала, поступающего в помещения современных фабрик горно-обогати-
Рис. 2. Схема цепей при дроблении: КД
— крупное дробление; СД — среднее дробление; МД — мелкое дробление; Гр — грохочение
тельных комбинатов, он подвергается самотечному транспортированию по многочисленным загрузочным устройствам, перегрузочным узлам, просеивающим поверхностям. Интенсивному процессу разрушения кусковой материал подвергается при его дроблении и измельчении (рис. 2).
Большинство из технологических процессов при переработке кускового материала сопровождается ударным взаимодействием. При гравитационном (или самотечном) транспортировании куски руды или шихтовых материалов значительной массы подаются различными видами транспорта и сбрасываются с высоты 6—8 м на футеровки приемных воронок дробильных агрегатов.
После процессов первичного дробления кусковой материал крупностью до 300 мм транспортируется конвейерами и, как правило, в перегрузочных узлах материал падает с высоты от 1,0 — 1, 5 м до 3 — 4 м.
В помещениях мелкого и среднего дробления материал подвергается интенсивному динамическому воздействию за счет инерционных сил, сортируется до крупности 30 мм и подается в отделения измельчения. В последних процесс измельчения в большинстве случаев производится за счет свободно падающих стальных стержней или шаров диаметром до 100-125
мм. Большинство из указанных технологических процессов сопровождается излучением интенсивного шума, который достигает по уровню 90-103 дБА (табл. 1).
В настояшее время проводятся исследования экспериментальных средств снижения ударного шума оборудования, которое может быть использовано в перегрузочных устройствах и дробильно-сортировочных комплексах по переработке различных материалов. Разработка опытных средств снижения ударного шума и их апробация в промышленных условиях является одной из актуальных задач при решении вопросов создания комфортных условий труда по шуму при переработке материалов в горнорудной промышленности.
Наиболее мошными источниками звуковой энергии при переработке кускового сырья на предприятиях горнорудной промышленности является четыре основные технологические процесса: транспортирование материала (самотечное); дробление; грохочение; перегрузка перерабатываемого материала с перепадами уровней по высоте.
Все эти процессы сопровождаются ударами кусков транспортируемого материала по поверхности бункеров и желобов, по загрузочным устройствам дробилок и грохотов, при взаимодействии кускового материала с просеиваюшими поверхностями грохотов.
Обзор литературы, изобретений и патентов позволяет классифицировать сушествуюшие средства снижения шума дробильно-сортировочного оборудования согласно технологических циклов следуюшим образом:
• средства снижения шума при перегрузке кускового материала в загрузочные устройства дробилок;
• средства снижения шума при дроблении;
• средства снижения шума при перегрузке из дробилок в грохоты;
• средства снижения шума при грохочении;
• средства снижения шума при загрузке и разгрузке кускового материала при транспортировании конвейерами на обогатительные фабрики.
Учитывая способ возбуждения такого шума за счет сил взаимодействия при свободном падении кускового материала, а также при динамическом разрушении при дроблении, он отнесен к ударному шуму.
Интенсивность ударного шума неоднократно привлекала внимание исследователей [3, 4, 5, 6], проводились многочисленные исследования по снижению ударного шума в различных отраслях машиностроения и строительства.
Наиболее фундаментальные исследования ударного шума были выполнены в строительстве. Им пос-вяшены исследования Л. Кремера и В.И. Заборова [3], С.Л.Ковригина, А. В. Захарова и А. И. Герсимова [4]. Результаты этих исследований были использованы в отдельных отраслях промышленности Вавиловым В. А. [5], Клячко Л.Н. [6], Кононенко А.Е., Ав-рутиной Н.Е., Токаревым А.З. и Свечковым В. Л., заводами СТЗ, УЗТМ и НКМЗ.
Самостоятельные исследования по изучению ударного шума и поискам путей его снижения выполнены зарубежными исследователями Накагавой Н. и Каваи Р.; Игар-ши Т., Гото М. и Кавасаки А.; Ри-чардсом Е., Уэсткоттом М., Лжейс-паланом Р. [7, 8, 9, 10].
Попытки использования разработанных средств снижения ударного шума без учета специфики их применения в дробильно-измельчительном оборудовании не позволило до на-стояшего времени полностью решить вопросы снижения их шума
Таблица 1
Уровни звукового давления дБ и уровни звука дБА при проведении различных технологических процессов
Место измере- Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц Уровни
ний звука, дБА
63 125 250 | 500 1000 2000 4000 8000
Уровни звукового давления, дБ
Разгрузка ваго- 107-108
нов
Разгрузка с плас-
тинчатого пи- 97 94 92 94 89 86 84 75 96
тателя дробилки
ккд
Разгрузка с под-
вижного конве- 88 87 89 91 91 90 88 84 98
йера дробилки
ксмд
Разгрузка с плас-
тинчатого пита- 94 96 95 95 94 93 92 86 98
теля дробилки
ксмд
Разгрузка с ко-
лосникового 94 95 95 95 92 88 82 75 97
грохота дробил-
ки ксмд
Загрузочный
бункер дробилки 94 95 96 98 97 94 93 90 102
КСД-2200
Обводная течка
дробилки 95 97 97 98 95 91 84 74 99
КСД-2200
Перегрузка на
ленточные кон- 88 84 82 83 84 85 87 83 98
вейеры сепара-
торов СМС
Перегрузка с
конвейера сепа- 91 90 88 92 89 84 79 76 95
раторов СмС
Разгрузка с плас-
тинчатого пита- 90 92 91 92 85 83 75 72 94
теля в щековую
дробилку
Загрузка само- 98 95 92 90 85 82 76 69 91
ходного бункера
Перегрузка с 98 97 94 95 91 81 76 63 95
конвейера
Загрузка в сепа- 88 85 83 85 88 92 92 88 103
раторы СМС
до предельно-допустимых уровней согласно ГОСТ 12.01.003-83 и ДСН 3.3.6.037-99.
Поэтому изыскание и исследование более эффективных средств сни-
жения ударного шума, которые могут более успешно использоваться с целью снижения шума загрузочных устройств, перегрузочных узлов и желобов, в конструкции дробилок и
1 г
Рис. 4 Звукоизолирующий загрузочный бункер дробилок КСД и КМД:
1 — верхний смотровой люк со звукопоглощающим покрытием; 2 — элемент уплотнения в зоне стыковки с грохотом; 3 — звукопоглощающее покрытие потолка и боковых стенок бункера; 5 — упругая прокладка из мягкой резины; 6 — стальная футеровка; 7 — элемент уплотнения в месте примыкания бункера к пылесборнику дробилки; 8 — футеровка из износостойкой резины; 9 — передний смотровой люк со звукопоглощающим покрытием
мельниц, остается и в наше время актуальным. Этим определяется необходимость проведения данной работы.
При ее выполнении использованы результаты ранее проведенных рядом исследователей работ по поиску средств снижения шума, широко использованы данные литературных и патентных источников.
Удар, как причина образования повышенных уровней звука, является одним из наиболее распространенных при переработке горнорудных материалов.
Широкое использование гравитационных сил при перемешении кускового материала, инерционных систем с большой скоростью взаимодействия с разрушаемым материалом, воздействие на ограждаюшие поверхности
тяжелых масс с большим запасом кинетической энергии - далеко не полный перечень случаев, когда происходит ударное взаимодействие не только с разрушаемым материалом, но и с поверхностями машин и оборудования. Значительные силы контактного взаимодействия и возможность распространения точечных напряжений без сушественного ослабления по большим поверхностям приводит к созданию высоких уровней ударного шума.
Нормированные частотные характеристики требуемого ослабления указанных выше источников ударного шума с учетом требований ГОСТ 12.1.003-83 приведены на рис. 3. Они показывают, что для ряда источников шума частотные характеристики требуемого снижения ударного шума носят среднечастотный характер. Величины требуемого ослабления в диапазоне 250-2000 Гц достигают 12-14 дБ. Лля ряда оборудования характерен высокочастотный характер требуемого ослабления ударного шума: сепараторы сухой магнитной сепарации, открытые бункера; шаровые мельницы, молотковые и конусные дробилки. Требуемое ослабление для этих источников в области частот выше 2000 Гц достигает 14-30 дБ. Анализ конструктивного выполнения перегрузочных бункеров показывает, что с точки зрения излучаемого ими шума, они могут быть сведены к открытым и закрытым типам. Первые преимушественно используются при перегрузке горной массы с автомобилей или железнодорожных вагонов в дробилки крупного дробления вторые - в технологической цепи дробилок КРЛ, КСЛ и КМЛ.
Лля открытого типа перегрузочных узлов средства снижения шума должны предусматривать зашитные элементы от износа (футеровки) с малой
Таблица 2
Уровни звукового давления (дБ) и виброскорости элементов бункера (дБV)
Точки измерения Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц
32 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
Уровни звукового давления, дБ
Внутри бункера: обычного 95 96 98 98 98 97 96 99 99
со средствами снижения шума 94 93 95 96 95 91 88 87 87
На площадке бункера: обычного - 96 98 96 95 94 90 87 84
со средствами снижения шума - 85 84 84 84 82 79 76 76
Уровни виброскорости, дБУ
Боковые стенки: обычного бункера 96 89 89 82 73 66 63 58 52
со средствами снижения шума 85 75 70 64 57 50 45 - -
Результаты испытаний показали, что при уровнях звука в бункере в пределах 106-108 дБА, уровни звука до 82-84 дБА.
излучаюшей способностью, вторые должны иметь корпус бункера с повышенной звукоизоляцией и специальные прокладки между стальной футеровкой и корпусом бункера с эффективной изоляцией структурных колебаний в звуковом диапазоне частот.
Примером выполнения такой конструкции загрузочного бункера дробилок типа КСЛ-2200 и КМЛ - 2200 является конструкция, показанная на рис. 4.
Лля обеспечения уровней звука, не превышаюших предельно-допустимые, в этой конструкции предусмотрен герметичный корпус повышенной звукоизоляции из листовой стали толшиной 6^8 мм; элементы звукопоглошения 3; стальная футеровка толшиной 100 мм, не имею-шая жестких связей с корпусом бункера, прокладка из магких типов резины 5 и уплотняюшие элементы 2 и 7 в местах стыковки бункера с разгрузочным желобом грохота и пы-лесборника дробилки. Особенностью конструкции звукоизолируюше-го бункера есть использованные в
качестве поглошаюшего энергию удара кусков руды и малоизлучаю-шего покрытия 4 из мелких фракций транспортируемого материала.
Лля оценки эффективности данного типа конструкций загрузочных бункеров могут быть использованы данные о звукоизоляции К их элементов, а также величин структурных уровней поверхностей бункера.
Необходимость учета влияния на К определяется тем, что на уровни звукового давления в бункере и за его пределами может оказывать влияние шум вибрационного грохота и конусной дробилки, с которыми он контактирует. Методика оценки влияния на К сводится к определению соотношения величин структурных колебаний, создаваемых ударами кусков транспортируемого материала, с величинами структурных колебаний, создаваемых звуковыми колебаниями внутри загрузочного бункера.
Ланные о результатах испытаний, указанной конструкции, в условиях дробильных фабрик приведены в табл. 2.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Васильев М.В. Комбинированный транспорт на карьерах. М.: Недра, 1975, 360 с.: ил.
2. Спиваковский А. О., Потапов М.Г. Транспортные машины и комплексы откры-тык горных разработок. Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1983, 383, 383 с.: ил.
3. Заборов В. И. Теория звукоизоляции ограждающих конструкций. — 3-е изд. перераб и доп. — М.: Стройиздат, 1969. — 185 с.: ил.
4. Коврыгин СМ., Захаров А.В., Герасимов А.И. Борьба с шумом в гражданских зданиях (ударные и структурные шумы). — М.: Стройиздат, 1989. — 327 с.: ил.
5. Вавилов В.А., Качанова Л.Г, Перетц В.Б. О снижении шума шаровык мельниц обогатительных фабрик // Научные работы институтов охраны труда ВЦСПС, ВЦНИ-мет. — М.: Профиздат, 1966. — с. 64-68.: ил.
6. Заборов В.И., Клячко Л.Н., Росин Г.С. Борьба с шумом методами звукоизоляции. — М: Стройиздат, 1964. — 122 с.: ил.
7. Накагава Н., Кавач Р. Появление шума при ударе по прямоугольной и круговой пластине // Memoirs of the faculty of engineering Kobe univesity. — 1983, т. 30. — с.93-104.
8. E.I Richards, M.E. Westcatt and R.R. Jeyapalan. On the prediction of impact noise,
I. Acceleration noise // Journal of Saund and Vibration. — 1979, 62 (4). — p. 547-575.
9. E.I Richards, M.E. Westcatt and R.R. Jeyapalan. On the prediction of impact noise,
II. Rining noise // Journal of Saund and Vibration. — 1979, 65 (3). — p.419-451.
10. Гарши Т., Гото M., Кавасаки А. Учение об ударном звуке, ч. I.: Звук от удара о плиту. Bulletin JSME. — 1985, т. 28, №236. — с.148-154. Технический перевод №86-30. ВНИИТБчермет. ГГНЗ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Афанасьев В.Д. — кандидат технических наук, Раченко H.A. — инженер, ГП «НИИБТГ»,
Нечай А.М. — инженер, ТОВ «Кронверк».
ГОРНЯЦКОЕ АРГО -
• МАГНИТКА — энергопоезд.
• МАКСИМКА — большой отбойный молоток нового образца с длинной тонкой пикой.
• МАКУХА — аммонит.
• МАЛЫШ — пневмомолоток.
• МАЛЬЧИК — деревянная распорка, короткая. Например, «вырубить мальчика и расстрелять его в рамы» — подготовить деревянную распорку и распереть ею рамы.
• МАСЕЛ — для распора цепи на скребковом конвейере при порыве.
• МАШИНА — электровоз.
• МАШИНКА — перфоратор пневматический.
• МЕДВЕЖОНОК — ручной домкрат для монтажа клинорас-порных стоек. Он же ШАРМАНКА, ОБЕЗЬЯНКА.
• МОНГОЛКА — веревка, за которую вручную тащат груз.
• МОНИКА — монорельсовая дорога.
