CC BY
92
------------------------------------------ © П.И. Тарасов, А.Г. Журавлев,
В.Р. Баланчук, 2010
УДК 622.684:656.073.23
П.И. Тарасов, А.Г. Журавлев, В.Р. Баланчук
АНАЛИЗ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ ПУНКТОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО КАРЬЕРНОГО ТРАНСПОРТА В ГЛУБИННЫХ ЗОНАХ КАРЬЕРОВ
В статье рассматриваются новые технологические схемы перегрузочных пунктов для разработки кимберлитовых трубок специализированным карьерным транспортом, которые учитывали бы специфические особенности ведения горных работ. Проблема является актуальной в связи с дефицитом рабочего пространства при доработке глубинной зоны кимберлитового карьера.
Ключевые слова: карьер, автосамосвалы, автомобильный транспорт, троллейвозный транспорт.
Семинар № 17
ш ж остоянно ухудшающиеся гор-
11 но-геологические и горнотехнические условия разработки месторождений являются определяющими факторами в развитии карьерного транспорта. Открытый способ разработки сопровождается ростом концентрации производства, увеличением глубины и размеров карьеров, расстояния и сложности транспортирования горной массы. Показатель глубины карьеров при этом является определяющим. Основной объем добычи полезного ископаемого на ближайшее десятилетие будет осуществляться путем освоения глубоких горизонтов.
Развитию и решению проблемы карьерного транспорта на основе технического прогресса в значительной степени способствовали многолетние исследования, выполнявшиеся Институтом горного дела УрО РАН. Исследования развития транспортных систем в последние десятилетия были направлены на решение следующих, наиболее актуальных задач:
• изыскание способов крутонаклонного подъема горной массы с глубоких горизонтов карьеров, обеспечивающих минимальное занятие бортов карьеров транспортными бермами;
• разработка способов и средств перегрузки горной массы при комбинированном транспорте, обеспечивающих эффективную эксплуатацию сборочного и магистрального видов транспорта и минимальное занятие площадей на уступах;
• обоснование рациональной последовательности формирования транспортных систем глубоких карьеров на основе оптимизации параметров и сфер применения основных и специализированных видов карьерного транспорта.
В соответствии с перечисленными задачами в настоящее время ведется разработка новых транспортных схем отработки глубоких горизонтов карьеров с применением специализированного транспорта включая: автосамосвалы с комбинированными энергосиловыми установками, гусеничный и троллейвозный транспорт [1], как в монотранспортных, так и в многотранспортных системах.
На сегодняшний день на ряде горно -добывающих предприятий России очень остро стоит вопрос доработки запасов в глубинной зоне карьеров. Решение возникшей проблемы может быть получено путем ввода в эксплуатацию для доработки запасов специализированного транспорта. Подобное решение характеризуется возможностью работы специализированного транспорта на крутых уклонах, что позволяет сократить объем вскрышных работ и на прямую снизить капитальные затраты на выемку и транспортировку вскрышных пород, косвенно отражается на экономии топливных ресурсов, а также экологической безопасности среды.
Вскрытие с использованием специализированного транспорта нельзя назвать комбинированным, хотя в нем и присутствует два транспортных звена (сборочный и магистральный), но при внедрении потребуется перегрузочная система способная обеспечить поточность выдачи полезного ископаемого из накопителя в магистральный транспорт. Расположение перегрузочного пункта в карьере на момент сдачи его в эксплуатацию характеризуется двумя параметрами: глубиной, определяемой от земной поверхности, и высотой пункта до нижнего горизонта рабочей зоны карьера. Расстояние транспортирования горной массы троллейвозным транспортом зависит от глубины расположения пункта и является постоянным за весь период его использования1. Расстояние перевозок к перегрузочному пункту гусеничным самосвалом в глубинной зоне карьера состоит из двух частей. Первая часть зависит от высоты расположения приемного
устройства перегрузочного пункта в момент ввода его в эксплуатацию, это расстояние от забоя до перегрузочного
1 — при использовании стационарного перегрузочного пункта.
пункта,—является постоянной. Вторая часть зависит от глубины понижения горных работ за период использования данного перегрузочного пункта. При использовании троллейвоза в качестве магистрального тран-спорта отпадают многие проблемы характерные для дизельных самосвалов и дизель-троллейвозов. Главная технологическая особенность предлагаемого троллейвоз-ного транспорта - отсутствие необходимости работы в забое и на отвале, то есть на автономном дизельном двигателе. Соответственно, существенное техническое отличие от дизельных самосвалов и дизель-троллейвозов - отсутствие дорогостоящего и затратного в эксплуатации дизельного двигателя. Применение троллейвозного транспорта на открытых горных работах возможно:
• при отсутствии возможности, по разным технико-экономическим или иным причинам, использования железнодорожного транспорта;
• наличием вблизи гидроэлектростанций;
• возможностью длительной эксплуатации троллейвозов на постоянной трассе.
В перспективе, на глубоких горизонтах карьеров, возможно в качестве магистрального применять электрифицированный транспорт. Но использование его в рабочей зоне карьера маловероятно.
Основным транспортом на глубоких горизонтах карьеров в настоящее время безусловно является автомобильный. Однако с увеличением глубины карьеров значительно усложняются условия его работы, что приводит к существенному ухудшению технико-
экономических показателей [2].
Для эффективной работы на глубоких карьерах с уклоном дорог до 35 % в сложных горно-технических условиях предлагается создание принципиально нового ти-
па карьерного транспорта - самосвала на гусеничном ходу с кузовом на поворотной платформе.
Основное преимущество гусеничного движителя перед колесным позволяет гусеничному самосвалу преодолевать уклон до 35 % и производить транспортировку горной массы с места выемки до перегрузочных пунктов или складов в глубинной зоне карьеров. А именно:
• высокие тягово-сцепные возможности гусеничного движителя смогут обеспечить преодоление крутых уклонов на номинальных режимах работы двигателя и трансмиссии при сравнительно высоких скоростях движения;
• проходимость и приспособляемость гусеничного самосвала к неровностям пути способны исключить затраты на подготовку и специальное покрытие дорог;
• характерная для машины на гусеничном ходу маневренность позволит с минимальными потерями времени подъезжать под погрузку и разгружаться;
• сравнительно низкое удельное давление на грунт обеспечит более безопасное перемещение по узким транспортным магистралям.
Полноповоротная платформа с установленным на ней кузовом позволит:
• устанавливать кузов под погрузку с минимальными потерями времени на маневрирование; исключить движение задним ходом; исключить разворот машины, и, как следствие, сократить потери энергии и износ элементов ходовой части [4].
В карьерах могут применяться различные комбинации специализированного транспорта. В зависимости от условий вскрытия карьера, конструкции технологических дорог и других факторов необходимо произвести выбор технологической схемы транспорта. Сводная таблица с технологическими схемами транспорта и характерными для них особенностями приведена в таблице.
Но по мере увеличения глубины карьеров возникает проблема с рабочим пространством в карьере. Специализированный транспорт проектируется как транспорт для тяжелых эксплуатационных условий, а именно для работы на крутых уклонах. Существующие перегрузочные системы не в полной мере отвечают требованиям для применения в транспортной системе с рассматриваемыми специализированными видами транспорта, в особенности на карьерах разрабатывающих кимберлито-вые трубки. Исходя из этого возникает необходимость создания связующего звена между двумя видами специализированного транспорта на глубоких горизонтах карьеров. Классификация, перегрузочных пунктов, в соответствии с работой профессора Юдина А. В.[5], и преимущества существующих перегрузочных систем приведены в табл. 2.
Проведя анализ перегрузочных систем комбинированного транспорта в карьерах и основываясь на исследованиях ведущих специалистов в этом направлении возникла идея создания инновационной перегрузочной системы, которая будет отвечать всем предъявляемым требованиям. Учитывая такие факторы как повышенная опасность условий труда, сложные горнотехнические условия, сложная организация ритмичной работы транспортных звеньев необходимым видится внедрение системы управления и диспетчеризации грузопотоков.
Такая система по организации движения в карьере будет управляться в зависимости от загруженности перегрузочного пункта, местоположения загруженных и порожних магистральных и сборочных самосвалов. Подобная перегрузочная система обеспечит карьеру поточную технологию транспортировки горной массы.
323
Таблица 1
Комбинации технологического транспорта
Технологическая схема транспорта Технологические особенности Требования к перегрузочным пунктам
ШСС+Троллейвоз Крутые уклоны автодорог и откосы бортов в глубинной зоне карьеров Повышенные уклоны в верхней части Сокращается загазованность Снижение затрат на дизельное топливо Площадка значительных размеров для разворота троллейвозов Особые требования по вместимости склада Постоянное положение ПП Магистральное транспортное звено большей грузоподъемности
ГС+ Троллейвоз Крутые уклоны автодорог и откосы бортов в глубинной зоне карьеров Повышенные уклоны в верхней части Сокращается загазованность Снижение затрат на дизельное топливо Площадка значительных размеров для разворота троллейвозов Особые требования по вместимости склада Постоянное положение ПП Магистральное транспортное звено большей грузоподъемности По возможности минимизировать размер площадки под ПП
ГС + Автосамосвал Большая загазованность Высокие затраты на дизельное топливо Крутые уклоны автодорог и откосы бортов в нижней части Возможен вариант с передвижным ПП Площадка для разворота Особые требования по вместимости склада Магистральное транспортное звено большей грузоподъемности
ГС + КЭУ Относительно сокращается загазованность Снижение затрат на дизельное топливо Крутые уклоны автодорог и откосы бортов в глубинной зоне карьеров Повышенные уклоны в верхней части Особые требования по вместимости склада Постоянное положение ПП Магистральное транспортное звено большей грузоподъемности
КЭУ + Троллейвоз Существенно сокращается загазованность Снижение затрат на дизельное топливо Повышенные уклоны в верхней части Площадка значительных размеров для разворота троллейвозов Постоянное положение ПП
Примечание: ГС - гусеничный самосвал, КЭУ - автосамосвал с комбинированной электросиловой установкой, ШСС - самосвал с шарнирно-сочлененной рамой, ПП - перегрузочный пункт.
324
Таблица 2
Классификация и типы перегрузочных систем
Вид транспорта Тип перегрузочной системы Классификация Конструкция Достоинства и недостатки
АЖТ Экскаваторная Перегрузочные, аккумулирующие, сортовые, усреднительные. Штабельные, бортовые, фронтальные, торцевые. Достоинства: обеспечивают ритмичность технологических процессов и устранение взаимосвязанных простоев карьерного транспорта обогатительных фабрик, позволяют осуществлять сортировку и усреднение добываемой руды. Недостатки: высокие капитальные затраты, ограниченная производительность, длительное время погрузки локомо-тивосоставов, большой срок ввода в эксплуатацию, значительное пространство на борту карьера.
Эстакадная По расположению автомобильных заездов, по количеству сторон разгрузки, по схемам движения автосамосвалов на эстакаде. Эстакадные, эстакадные с доп. устройствами, эста-кадно-дозаторные. Достоинства: Резко снижаются простои локомотивосо-става под погрузкой, снижаются динамические нагрузки на думпкар. Недостатки: большие капиталовложения и эксплуатационные затраты, ограниченный температурный режим эксплуатации, сложность сооружения.
Бункерная Стационарные С вибропитателями, с пальцевыми затворами Достоинства: бункер располагается над самосвалом, так достигается рациональное использование вместимости бункера, для установки требуется меньше рабочего пространства, высокая производительность. Недостатки: значительная высота падения в думпкар, сложность управления и контроля за погрузкой, большой объем строительных работ.
Переносные Примыкающие к скальному уступу. Достоинства: быстрый ввод в эксплуатацию(35 дней), меньшие капитальные затраты, возможность переноса на нижние уступы. Недостатки: перед вводом ПП предшествуют сложные горные работы по подготовке уступа и месту примыкания установки к уступу.
325
Вид транспорта Тип перегрузочной системы Классификация Конструкция Достоинства и недостатки
АКТ Бункерная Стационарный Капитальное сооружение - железобетон. Достоинства: бункер располагается над самосвалом, так достигается рациональное использование вместимости бункера, для установки требуется меньше рабочего пространства, высокая производительность. Недостатки: сложность управления и контроля за погрузкой, большой объем строительных работ.
Переносной Временное сооружение, сборный железобетон, металлоконструкция, конструктивные модули. Достоинства: быстрый ввод в эксплуатацию(35 дней), меньшие капитальные затраты, возможность переноса на нижние уступы, безфундаментный способ установки. Недостатки: перед вводом ПП предшествуют сложные горные работы по подготовке уступа и месту примыкания установки к уступу.
Грохотильная Стационарный Капитальное сооружение - железобетон. Достоинства: высокая производительность, практически отсутствует негабарит. Недостатки: сложность управления и контроля за погрузкой, большой объем строительных работ.
Примечание: АЖТ - автомобильно-железнодорожный транспорт, АКТ - автомобильно-конвейерный транспорт.
Рис. 1. Устройство открытого перегрузочного склада на транспортной берме
Рис. 2. Устройство перегрузочного склада на транспортной берме с загрузкой самосвала в туннеле
Рис. 3. Устройство перегрузочного склада в борту карьера с загрузкой на транспортной берме
Рис. 4. Устройство перегрузочного склада с разгрузкой на транспортной берме и загрузкой самосвала в туннеле
Схемы организации перегрузочных пунктов на борту карьера приведены рис. 1—4.
На схеме рис. 1 представлена принципиальная схема одного из самых распространенных типов перегрузочных пунктов, открытого. Такой перегрузочный пункт занимает значительное место в карьере и неприменим в условиях разработки кимберлитовых трубок. На схемах представленных на рис. 2, 3 и 4 представлены перегрузочные пункты у которых рудоспуск находится непосредственно в борту карьера, что существенно экономит пространство в карьере. При использовании таких технологических схем перегрузки горной массы отпадает ряд проблем: в них не задействованы
экскаваторы, сокращается дефицитное пространство на борту карьера. Но и у них есть один существенный недостаток - необходимость решения большого комплекса вопросов связанного с обеспечением устойчивости уступов в которых устраиваются подземные выработки и борта в целом. На технологических схемах представленных на рис. 2 и 4 загрузка самосвала производится в туннеле непосредственно под рудоспуском, существенным отличием схемы приведенной на рис. 2 от схемы на рис. 4 является способ устройства рудоспуска, в первом случае он находится на транспортной берме, а во втором установлен непосредственно в борту. При устройстве перегрузочного склада в борту карьера с загрузкой на транспортной берме (рис. 3) не требуется строить дорогостоящий тоннель, но тогда придется использовать место для загрузки на транспортной берме. Авторам кажется, что использование варианта представленного технологической схемой на рис. 4 является самым рациональным, т. к. экономит место на рабочем борту карьера, а переподъем существенно ниже, чем на технологической схеме с устройством перегрузочного склада в борту карьера с загрузкой на транспортной берме (рис. 3).
1. Специализированные виды автотранспорта для горно-добывающих предприятий [Текст] /
В.Л. Яковлев, П.И. Тарасов, А.Г. Журавлев, В.О. Фурин, А.Г. Ворошилов, А.П. Тарасов, Е.В. Фе-фелов // Горная промышленность. - 2007. — № 6(76). - С. 46 - 48.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Технологические особенности и перспективы применения троллейвозов на горных предприятиях [Текст]/П.И. Тарасов, А. П. Тарасов // Горная промышленность. - 2008. — № 1(77). - С. 54 - 56.
3. Вопросы создания и перспективы применения карьерных автосамосвалов с комбинированной энергосиловой установкой [Текст] / Тарасов П.И., Журавлев А.Г., Исаков М.В. / Горная промышленность. - 2008. — № 3(79). - С. 69 - 73.
4. Конструктивные схемы гусеничных самосвалов для работы в карьерах с повы-
шенными уклонами в выработках [Текст] / П.И. Тарасов, В.О. Фурин, А.Г. Ворошилов,
С.В. Лобанов, В.М. Неволин // Горная промышленность. - 2008. — № 2(78). - С. 64 - 66.
5. Юдин А.В. Перегрузочные системы комбинированного транспорта в карьерах [Текст] / А.В. Юдин // Екатеринбург: УГГГА, 1993. - 18
С. ІІІГД=1
— Коротко об авторе ------------------------------------------------------------------------------
Тарасов П.И. — кандидат технических наук, зав. сектором Энергосбережения, Институт горного дела УрО РАН, direct@igd.uran.ru;
Журавлев А.Г. — кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Институт горного дела УрО РАН, direct@igd.uran.ru;
Баланчук В.Р. — младший научный сотрудник, Институт горного дела УрО РАН, direct@igd.uran.ru
--------------------------------------------------------- ОТДЕЛЬНАЯ СТАТЬЯ
ГОРНОГО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО БЮЛЛЕТЕНЯ
ПРЕПРИНТ
Гомбоев Н.Ц., Батороев А. С.
ВОЛНОВЫЕ ПОЛЯ ГОРНЫХ МАССИВОВ ЗАБАЙКАЛЬЯ
— 2010. — № 6. — 40 с.— М.: Издательство «Горная книга»
УДК 551.58.32
Гомбоев Н.Ц., кандидат технических наук, старший научный сотрудник,
Батороев А.С., кандидат физико-математических наук, зав. лаб. волновых процессов.
Бурятского научного центра СО РАН г. Улан-Удэ, e-mail: borto@pres.bscnet.ru
ВЫСОТНЫЕ КОРРЕЛЯЦИИ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ АТМОСФЕРЫ В ВОСТОЧНЫХ РЕГИОНАХ РОССИИ
На основе 10-летних наблюдений на 30 аэрологических станциях впервые проанализированы вертикальные корреляционные связи rN показателя преломления воздуха или индекса рефракции в пограничном слое атмосферы над всей территорией Восточной Сибири, северо- и Дальнего Востока России. Установлено, что в нижнем 900-метровом слое атмосферы во все сезоны существует тесная корреляционная связь приземного значения индекса рефракции N0 с его значениями в вышележащих слоях и уменьшается почти по линейному закону с увеличением толщины слоя.
Ключевые слова: показатель преломления, атмосфера, корреляция, радиозондирование, сезонные и суточные изменения.
Gomboev N. TzBatoroev A.S.
HIGH-ALTITUDE CORRELATIONS OF ATMOSPHERE REFRACTION INDEX IN THE EAST REGIONS OF RUSSIA
At the first time vertical correlation relation rN of air refraction index and refraction index of border atmosphere layer over all territory of East Siberia, North- and Far-East of Russia were analyzed on the base of 10-year period supervision to 30 aerologic stations. It is established that on the bottom 900-meter layer of atmosphere at all seasons exist the close correlation of the bottom layer refraction index N0 with its values on the above lying layers and it are reduced on linear law with increasing of layer thickness. The maximum of seasonal trend of inside continental regions fall on the spring and summer period, minimum — on the winter, and on the sea coast the maximum values of rN is observed at winter, the minimum values — at summer.
