CC BY
189
© Н.И. Бабичев, А.Е. Дворовенко, А.Ю. Фильчуков, 2006
УДК 622.234.5
Н.И. Бабичев, А.Е. Дворовенко, А.Ю. Фильчуков
НОВЫЕ ЭЖЕКТОРНЫЕ ЗЕМСНАРЯДЫ
ДЛЯ ДОБЫЧИ ПЕСЧАНО-ГРАВИЙНЫХ СМЕСЕЙ
Семинар № 12
сновываясь на многолетнем опыте создания новой техники для разработки глубокозалегающих
(500^800 м) богатых железных руд КМА, архангельских алмазоносных кимберлитов (глубина 300^500 м) для разработки подводных залежей ПГС сотрудниками НПЦ «Геотехнология» были разработаны мощные гидроэлеваторы валунно-галечный материал с размерами в поперечнике до 150 мм (тип 340/219 - УГБ-2) и до 250 мм (тип 529/340-УГБ-3) (см. рис. 1).
Технические данные эжекторных установок приведены в табл. 1.
Разработанные в НПЦ «Геотехнология» эжекторные гидродобычные снаряды, монтируемые на плавбазах земснарядов 400/20 и 600/28, изготав-ливаемых на специализированных заводах гидрооборудования, использует энергию высоконапорных струй для гидроразрушения в массиве, гидроподъёма и гидротраспорта добытого материала и при необходимости для его разделения.
Новые технические средства - насосы прямого действия характеризуются простотой оборудования, отсутствием вращающихся и двигающихся частей в связи с чем происходит резкое сокращение времени простоев на ремонт и профилактическое обслуживание. Также отпадает необходимость в постоянном использовании вспомогательных средств -плавучих подъёмных кранов большой грузоподъёмности и т. п.
Значительным недостатком землесосных снарядов также являются большие
затраты времени (до 30-40 % общего времени) на ремонт и профилактическое обслуживание, связанное с износом и необходимостью замены рабочих колёс, бро-недисков и других быстро изнашиваемых деталей.
Единственной быстроизнашивающейся деталью при гидроэлеваторном способе подъёма является вкладыш камеры смешения, который имеет относительно небольшие размеры и легко заменяется без разборки снаряда в течение короткого времени.
Установка УГБ за счёт замены землесоса с массой 9-12 т на гидроэлеватор с массой 1-4 т и отсутствия рамы рыхлителя и свайных опор при одинаковой производительности 150-200 м3/час по твердому, значительно менее металлоемка, практически без ограничения глубины разработки (30-50 м) при энергетике до 500 кВт, позволяет отрабатывать месторождения практически на полную глубину залегания и получить высокую производительность.
Использование гидромониторной подрезки и обрушение больших массивов горных пород, расположенных в том числе выше уровня подземных вод, при гидроподъеме и гидротранспорте гидроэлеватором, который может всасывать практически обезвоженный материал. Важной особенностью этой технологии является то, что после отработки остается водоём и отработанная территория практически не
342
Таблица 1
Технические данные и характеристики УГБ-2
У ГБ-2 М
УГБ-3*
УГБ-ЗМ
УГБ-4
УГБ-ІВ
Производительность по воде, м3/ч 590 630 1250 1250 1250 630
Способы разработки грунта гидромониторный размыв, свободный всас.
Разрабатываемые грунты I - IV категории.
Тип гидромонитора СГ-14 СГ-14 СГ-15 СГ-15 СГ-16 СГ-14
Наибольшие размеры пропускаемых включений, мм 120 120 150 150 230 120
Глубина разработки грунта гидроэлеватором, м 10 16; 22 15 26 21; 36 до 50
Средняя осадка установки в транспортном положении, м 0,75 0,75 0,5 0,5 1.0 1,0
Водоизмещение с гидроэлеваторным снарядом, т 27,5 27,5 14,0 14,0 30,0 30,0
Система управления механизмами дистанционная с пульта рубки управления.
Основные узлы установки: 1 - корпус, состоящий из набора серийных понтонов (боковых (Б) и поперечных (П); 2 - рубка управления;
Соединение понтонов Напорный водовод
Выходной пульпопровод
Пульпопровод палубный
Грунтозаборный модуль
Грунтозаборный модуль включает в себя:
3- портальная рама, 4 - грузоподъемная лебедка для спуско-подъемных операций, 5 - погружной гидроэлеваторный снаряд, 6 - насосный агрегат; 7* - напорный шарнирный водовод; 8* - напорный шарнирный пульпопровод, 9* - папильонажные лебедки с отклоняющими устройствами с ручным или электроприводом; 10* - вспомогательный вакуумный насос для заливки основного насоса;11* - энергетическое оборудование.
Примечание. Позиции, помеченные *. на схемах не показаны.
на откидных болтах по бортовым и палубным поясам. Материал - стальной лист и прокат по ГОСТ 5521-86. изготовлен из труб, подает воду от насоса. Включает в себя: задвижку, колена, поворотный в вертикальной плоскости шарнир. Колена изготовлены из труб с переходом на шарнир
изготовлен из труб, соединен посредством перехода и поворотного шарнира в вертикальной плоскости с палубным пульпопроводом
состоит из трубопровода, поворотного вертикального шарнира, расположенного на кормовом мостике и соединяется с плавучим пульпопроводом
Паспортные данные узлов
1) портальную раму с установленной на ней лебедкой, 2) добычной гидроэлеваторный снаряд с водоподводящим патрубком и выходным пульпопроводом; 3) насосный агрегат для подачи воды на гидроэлеваторный снаряд;
Корпус установки, количество понтонов 2Б+1П 6Б+1П 2Б 4Б 4Б
Базовый вариант понтонов кран 6,3 т кран 6,3 земснаряд 400/20 земснаряд 400/20 земснаряд 600/28 з/снаряд 600/28
Размеры корпуса, м: длина 9,5 15,5; 21,5 11,5 23,0 18,0
ширина 7,4 7,4 5,0 5,0 5,0 5,0
высота борта 1,5 1,5 1,0 1,0 1,6 1,6
Ширина межпонтонного пространства 1,2 1,2 1.8 1,8 1.8 1,8
Длина межпонтонного пространства 6,0 12,0; 18,0
Размеры боковых понтонов, м: длина с фланцем ширина 6,0 12,0; 18,0 11,5 23,4 18,4 12,0
Размеры поперечного понтона, м длина ширина с фланцем
Основной насос .тип 1Д 630/90 1Д630/125 1Д1250/125 1Д1250/125 1Д1250/125 1Д630/125
подача по воде, м7ч 590 630 590 630 1250 630
напор, м. в. с. 90 125 90 125 125 125
мощность двигателя, кВт 250 400 250 400 630 400
343
УГБ-2 УГБ-2М УГБ-3* УГБ-ЗМ УГБ-4 УГБ-1В
Электродвигатель основного насоса, тип А4-355І.К 4УЗ
мощность, кВт 250 400 630 630 630 400
частота вращения, мин1 1500 1500 1500 1500 1500 1500
напряжение, В 6000 6000 6000 6000 6000 6000
Грузоподъемное оборудование служит для спуска и подъема гидроэлеваторного снаряда и включает в себя раму портального типа с лебедкой
Устройство папильонажное включает в себя три ручные лебедки, две из которых расположены на носовой и одна на кормовой площадках, три отклоняющих блока, проводящих канат далее к якорям
Система технического (вспомогательного) водоснабжения состоит из вакуумного насоса и гибкого шланга, служит для залива основного рабочего насоса
Энергетическое оборудование
Высоковольтное оборудование: ячейка ввода ЯКНО-6У1В-ЭР1, кабель 6кВ по пульпопроводу КГЭ 3x50+1x16, ячейки управления эл. двигателем ЯКНО-6 с секцией сборных шин 6 кВ
Оборудование на напряжение 220В: щит распределительный 0,4 кВ напольный, пульт управления тумбовый, аппарат защиты от токов
утечки АЗАК-2 контроля заземления изоляции; электрообогреватель ЭПО-3,1,6 кВт, 220В
Освещение:
забоя - прожектора ПКН-1 ООО АУ1 1 кВт;
палубы - светильники с люминесцентными лампами ЛСП 16-2х40-003-УХЛ4 80 Вт; бортовые огни - светильники судовые наружного исполнения СС-328Е/1М 60 Вт;
аварийное - аккумуляторные светильники 12 вх40 Вт; переносные, шахтные светильники СГД 5-1 исполнения РП с аккумуляторами ЗШНК10-0,5.
Рис. 1. Модели гидродобычных установок
Рис. 2. Добыча в зимних условиях (работа майнообразователя)
нуждается в рекультивации (патент РФ на изобретение № 2180399» Способ подводной добычи гравийно-песчаной смеси»).
Разрабатываемые горные породы в процессе гидродобычи практически полностью дезинтегрируют и легко разделяются на необходимые для производства строительных или других видов работ фракции с использованием простых гравитационных способов обогащения.
При отработке песчано-гравийных смесей, залегающих ниже уровня грунтовых вод, и имеющих в связи с этим положительные температуры, достаточно легко организуется практически все-сезонная эксплуатация добычного комплекса, мёрзлые породы после их подрезки и обрушения в подводный забой за 1-2 суток полностью размораживаются и транспортируются на карты намыва. Это подтверждается опытом эксплуата-
ции установки УГБ-2 в зимние периоды 2001-2004 годов (см. рис. 2).
К настоящему времени запущена в промышленную эксплуатацию установка УГБ-2 на Терелесовском месторождении ПГС в Тверской области. Готовятся к пуску установки УГБ-3 на месторождении ПГС в Дровнино и Люберецком ГОКе. В изготовлении находятся 5 установок для различных объектов в России.
Важным преимуществом новой технологии при разработке месторождений кварцевого песка является то, что из-за больших скоростей в смесительной камере при соударении песчинок друг с другом, происходит очищение от поверхностных пленок окислов железа, что позволяет получить песок с заданными свойствами для производства бутылочного, оконного
стекла а также сырья для производства хрусталя. Поэтому кварцевый песок, при разведке отнесённый к категории формовочных, может, после его отработки гид-
родобычными снарядами, использоваться для других целей с соответствующим повышением качества и стоимости, что позволит снять дефицит указанных сортов кварцевого песка (патент РФ на изобретение № 2190477 «Устройство для очистки частиц минерального сырья от поверхностных примесей»).
Кроме отработки обводненных месторождений, плавучие установки УГБ могут применяться при: добыче ПГС на реках при строительстве ГЭС, добыче кварцевых песков различного назначения, намыве искусственных островов и пляжей, очистке от ила дна водоемов на реках различных категорий, разработке залежей торфа и сапропеля, разработке погребенных за-
лежей на различной глубине при неустойчивых породах.
Данные установки не имеют конкурентов в мировой практике, превосходя по сравниваемым характеристикам минимум в 2 раза любой земснаряд отечественного или импортного производства.
Доработка оставленных в бывших и ныне действующих карьерах подводных запасов позволит на многие годы решить проблему снабжения промышленности сырьём без отчуждения новых территорий для этих целей и рекультивировать с образованием озёр и других водоёмов «лунный ландшафт», образованный в результате использования обычной техники и технологии добычи.
— Коротко об авторах ------------------------------------------------------------------
Бабичев Н.И. - профессор, доктор технических наук, действительный член МАНЭБ, член-корреспондент РАЕН,
Дворовенко А.Е., Фильчуков А.Ю.,
ООО «Научно-производственный центр «Геотехнология».
ДИССЕРТАЦИИ
ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ
Автор Название работы Специальность Ученая степень
СИБИРСКИЙ ГОСУДА РСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИ ВЕРСИТЕТ
УТИРАЛОВ
Олег
Александрович
Обоснование параметров технологии поэтапного проведения и анкерного крепления пластовых подготовительных выработок
к.т.н
