CC BY
84
УДК 622.271:622.682 © С.В. Бурцев, Я.В. Левченко, В.В. Таланин, К.С. Ворошилин, 2018
Безвзрывные технологии УГОЛ!
подготовки скальных горных пород к перемещению конвейерным транспортом
— DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2018-10-8-17 -
БУРЦЕВ
Сергей Викторович
Канд. экон. наук, первый заместитель генерального директора -технический директор АО ХК «СДС-Уголь», 650066, г. Кемерово, Россия, e-mail: s.burtsev@sds-ugol.ru
ЛЕВЧЕНКО Ярослав Викторович
Канд. техн. наук, старший преподаватель Горного института НИТУ «МИСиС», 119049, г. Москва, Россия, e-mail: levchenko.mggu@mail.ru
В статье рассмотрены основные безвзрывные технологии подготовки скальных горных пород, применение которых возможно в комплексе с конвейерным транспортом. Приведены принципы работы фрезерных комбайнов и технологические схемы их эксплуатации. Выполнено сопоставление энергоемкости и фракционного состава при безвзрывной и взрывной отработке пород. Указаны лимитирующие факторы физико-механических свойств пород, пригодных для отработки фрезерными рабочими органами горных комбайнов. С учетом предварительного взрывания массива на «встряхивание» сделан обзор использования компактных роторных экскаваторов. Применительно к слоистым массивам рассмотрена безвзрывная отработка посредством гидравлических экскаваторов и гидромолотов. Показаны области использования оборудования для безвзрывной отработки пород. Ключевые слова: безвзрывная технология, конвейерный транспорт, фрезерные машины, энергоемкость, компактные роторные экскаваторы, гидромолоты, комплексы ЦПТ, фракционный состав пород, экскаваторная разборка массива.
ТАЛАНИН
Владимир Вадимович
Канд. техн. наук, доцент Горного института НИТУ «МИСиС», 119049, г. Москва, Россия
ВОРОШИЛИН Константин Сергеевич
Старший преподаватель Горного института НИТУ «МИСиС», 119049, г. Москва, Россия
ВВЕДЕНИЕ
В последние несколько лет на карьерах, отрабатывающих скальные породы средней крепости, все чаще находят применение безвзрывные способы подготовки массивов к выемке. Их реализация возможна на базе двух принципиально отличающихся друг от друга технологических процессов:
- резания и скола горных пород, реализуемых на базе фрезерных, роторных и струговых рабочих органов выемочных машин (непрерывный характер выемки);
- разборки массива по линиям слоистости, реализуемой посредством экскаваторов и гидромолотов различного конструктивного исполнения (цикличный характер выемки).
Вопросы влияния геологической структуры на выбор процесса безвзрывной разработки массивов горных пород, к сожалению, не находят должной оценки при выборе горных технологий, что во многих случаях приводит к неоптимальным (часто ошибочным) решениям при выборе комплексов оборудования для разработки угольных, карбонатных, гипсовых и других месторождений.
РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД
ФРЕЗЕРНЫМИ КОМБАЙНАМИ
Традиционные технологии производства горных работ часто не могут обеспечить выемку тонких природных прослойков полезного ископаемого и вскрышных пород, что приводит к его потерям и разубоживанию в процессе выемки. Для уменьшения влияния технологии производства горных работ на качественные показатели добытого полезного ископаемого целый ряд зарубежных и отечественных фирм ведет интенсивные работы по созданию высокопроизводительного оборудования непрерывного действия для открытых разработок, основанных на принципах резания горных пород.
На современном уровне развития горного машиностроения подготовка исходных горных пород к перемещению конвейерным транспортом может быть реализована посредством фрезерных комбайнов (Continuous Surface Miner - CSM) различных типов и специальных фрезерных рыхлителей (рис. 1).
Принцип работы данных машин основан на использовании резания и скола горных пород режущим инструментом с последующим их додрабли-ванием в процессе перемещения отбитого материала по шнековым (или иным) рабочим органам комбайнов.
Данный тип машин по своему технологическому предназначению представляет мобильный фрезерно-дробильный агрегат, обеспечивающий механическое разрушение массива горных пород с формированием гранулометрического состава материала в диапазоне фракций 0-250 мм, 0-350 мм, пригодного для перемещения конвейерным транспортом.
Принцип разрушения горного массива (резание, скол, дробление) фрезерными комбайнами имеет аналогии с одновалковыми дробилками, выпускаемыми фирмой Stamler (рис. 2).
Рис. 1. Внешний вид основных типов фрезерных и стреловых комбайнов: а - шнеково-фрезерная машина 2500 SM фирмы «Wirtgen» с центральным расположением рабочего органа; б - комбайн MTS 250 фирмы Tenova TAKRAF с передним расположением рабочего органа; в - фрезерный рыхлитель T1255 TL фирмы Vermeer с задним расположением рабочего органа; г - стреловой врубово-погрузочный комбайн СМЕ фирмы Rahco; д - стреловой фрезерный комбайн фирмы Voest-Alpine Bergtechnik; е - двухстреловой фрезерный комбайн TB 3000 фирмы Dosco
Машины с фрезерным исполнительным органом и компактные роторные экскаваторы получили наибольшее распространение на карьерах, отрабатывающих неабразивные горные породы осадочного происхождения средней крепости. Особенно благоприятно их использование там, где по различным причинам нельзя применять буровзрывные работы (охранные зоны жилой застройки, железных и автомобильных дорог, рек и т.д.).
б
V»
Рис. 2. Конструкция рабочего органа
(а) и внешний вид
(б) одновалковой дробилки-питателя Stamler BF-43 (корпорация
Joy Global)
ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ РАБОТЫ
ФРЕЗЕРНЫХ КОМБАЙНОВ
Фрезерные комбайны могут работать по трем основным технологическим схемам:
- первая схема предусматривает непосредственную погрузку комбайном отбиваемого материала в средства транспорта;
- вторая схема предполагает работу комбайна в качестве самоходной дробильной установки с укладкой отбиваемого материала в валки с последующей погрузкой колесным погрузчиком;
- третья схема работы комбайна предусматривает его непосредственную работу в составе комплекса циклично-поточной технологии (ЦПТ) или совместно с мобильным перегрузочным бункером.
Первая технологическая схема получила наибольшее распространение на открытых горных работах. Вторая технологическая схема нашла свое применение на ряде
Рис. 3. Работа комбайна Dosco TB-300 в комплексе с мобильными конвейерными перегружателями [2]
месторождений (США, Индия, Мексика и другие страны) по добыче гипса, угля, соли, железной руды. На карьере «Eagle Mine» (США) используют фрезерные комбайны без разгрузочного конвейера. Они работают как передвижные дробильные агрегаты, укладывая раздробленный материал сзади по ходу движения в валки шириной 1-1,2 м.
Далее колесным погрузчиком из уложенного в валки материала выборочно удаляется пустая порода (около 40-45% общего объема горной массы), что обеспечивает минимальное разубоживание полезного ископаемого. Порода укладывается погрузчиком в раздельные штабели, из которых по мере необходимости материал отгружается в трейлеры с донной разгрузкой [1]. Вышесказанную схему можно считать основой для создания комплексов ЦПТ с использованием фрезерных комбайнов. При выгрузке трейлеров в бункер-питатель его последующая транспортировка на расстояния от 5 до 25 км может выполняться конвейерным транспортом, обладающим минимальными эксплуатационными издержками.
Перспективным является работа горных комбайнов по третьей технологической схеме без использования автотранспорта. Многие фирмы-изготовители фрезерных комбайнов выполняют опытно-конструкторские работы по созданию мостовых конвейеров и поворотных установок, обладающих значительной маневренностью, которые должны заменить традиционные ленточные перегружатели, располагаемые между выемочной машиной и конвейером на уступе (рис. 3) [2].
Фирмой Wirtgen разработана конструкция телескопического мостового устройства, пред-
назначенного для работы с фрезерными комбайнами (рис. 4).
Фирма Rahco создала передвижную конвейерную установку для работы в комплексе с горными комбайнами (рис.5). Рама конвейера длиной 200 м смонтирована на нескольких гусеничных ходовых тележках, перемещающихся под прямым углом к ее продольной оси. Перепады высотных отметок компенсируются с помощью шарнирных опор. Гидроцилиндры, приводимые в действие автоматически, обеспечивают горизонтальное положение конвейерной ленты и предотвращают искривление рамы. Производительность этой конвейерной установки - 1000 т/ч при скорости движения ленты 4 м/с.
Фирма Voest-Alpine Bergtechnik (Sandvik) в перспективе рассматривает эксплуатацию комбайна собственного производства в комплексе с конвейерным транспортом (рис. 6).
Мобильные конвейерные системы также изготавливаются немецкой фирмой FAM. Производительность мобильной конвейерной системы, поставленной в Чили, составляет 4000 т/ч.
Открытые горные работы с применением машин с роторными колесами типа KSM (ThyssenKrupp Fördertechnik) могут основываться на способе разработки наклонными слоями. Комбайн разрабатывает породы двух уступов, которые размещены по обе стороны от передвижного уступного конвейера (рис. 7). Погрузка на магистральный конвейер осуществляется через самоходные конвейерные модули (уступные передвижные конвейеры) [3].
Толща вмещающих пород разделяется на уступы с поперечным уклоном 8°. Магистральный конвейер установлен вдоль забоя по этому уклону, уступный передвижной конвейер расположен под прямым углом к нему.
ЭНЕРГОЕМКОСТЬ ПРОЦЕССА
РЕЗАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
Одной из важнейших характеристик, определяющих принципиальную возможность и технологическую эффективность безвзрывной подготовки исходного материала ктранспортировке конвейером, является энергоемкость процесса резания горных пород.
Принципиальное влияние на величину энергоемкости процесса резания оказывают прочность исходных пород и структура горного массива. При разработке массива по природным разностным слоям доминирующими факторами, предопределяющими энергоемкость данного процесса,
Рис. 5. Конвейерная установка фирмы ЙаЬсо
для работы в комплексе с комбайном непрерывного действия
Рис. 6. Технологическая схема работы комбайна фирмы Voest-Alpine Berg technik в комплексе с конвейерным транспортом
Рис. 7. Комбайны КБМ с передвижными конвейерными модулями: 1 - комбайн; 2 - конвейерный модуль; 3 - магистральный конвейер; стрелками показаны направления подвигания горных работ
Таблица 1
Физико-механические свойства образцов известняка мячковского геологического горизонта
| Показатели | Значения |
Объемная масса, кг/м3 2 370
Влажность, % 5-7
Предел прочности на сжатие породы в сухом состоянии, МПа 21,0-25,3
Предел прочности на растяжение, МПа 1,95-2,43
являются структура массива и прочность отдельных разностных слоев.
При прочности пород на одноосное сжатие более 3-5 МПа (30-50 кгс/см2) разрушение в большинстве случаев является хрупким. От массива отделяются мелкие пластины исходной породы, как правило, имеющие ле-щадную форму (в технической литературе эти мелкие ле-щадные отдельности отбитого материала называют стружкой отрыва) [4].
Испытания, проведенные специалистами МГГУ для известняков мячковского геологического горизонта, свидетельствуют, что энергоемкость процесса их резания изменяется в пределах от 1,86 до 3,31 кВтхч/м3. Средняя величина энергоемкости разрушения мячковских известняков равна 2,58 кВтхч/м3. Физико-механические свойства мячковских известняков приведены в табл. 1.
Использование машин CSM позволяет в потоках отбитого материала почти полностью «снять» крупную фракцию (128-300 мм), однако фракция 64-128 мм сохраняет-
25
20
15
10
0-8
8-16
16-32 32-64 64-128 128-300
Размер фракций , мм
35 30 25 20 15 10 5 0
0-8
8-16
16-32 32-64 64-128 128-300
Размер фракций, мм
Рис. 8. Гранулометрический состав добытого известняка при традиционной (а) и фрезерной (б) технологиях отработки пород
ся, а по фракции 32-64 мм базовая технология имеет сопоставимые с фрезерной технологией показатели (рис. 8).
В таких условиях оценка процесса дробления должна распространяться не на весь объем поступающего материала, а только на долю крупных фракций, которая отсутствует в технологиях, построенных на базе машин CSM.
Удельные энергозатраты на разработку карбонатных пород, аргиллитов и алевролитов с прочностью на одноосное сжатие от 15 до 30 МПа при традиционной технологии (БВР + экскавация) в 1,9-2,1 раза ниже безвзрывной технологии, базирующейся на применении горных комбайнов.
В этой связи решение в области использования фрезерных машин должно определяться на основе экономических расчетов. Тем не менее, существуют определенные (рамочные) ограничения по их применению, связанные с геологическими и технологическими факторами.
Основными лимитирующими геологическими факторами являются прочность и абразивность горных пород. Увеличение прочности пород с 10-20 до 50-80 МПа вызывает резкое возрастание энергоемкости процесса резания, что предопределяет многократное падение производительности машин до уровней, во многих случаях не обеспечивающих параметры проектируемых технологических грузопотоков карьера и уровень приемлемой экономической эффективности.
Важная закономерность при эксплуатации фрезерных комбайнов связана с изменением гранулометрического состава отбиваемых пород от их прочностных свойств. Экспериментальные работы, выполненные на ряде карбонатных и рудных карьеров, свидетельствуют, что с увеличением прочности пород крупность отбитого материала уменьшается (рис. 9).
Один из основных эксплуатационных показателей работы фрезерных машин - это износостойкость резцов. Одним из ключевых факторов здесь является уровень абразивности исходных пород, определяемый содержанием кварца. Увеличение содержания кварцсодержащих пород свыше 2-3% ведет к интенсивному износу резцов (табл. 2) [4].
Применительно к фрезерным машинам CSM фирм Wirtgen, Huron, Tenova TAKRAF фактором, ограничивающим их использование, являются мини-
а
5
0
б
Таблица 2
Область возможного применения фрезерных машин (по совокупности лимитирующих геологических и технологических факторов)
Лимитирующие факторы
Характеристика условий применения Наличие кварцсодержащих пород, % Крепость пород на одноосное сжатие осж, МПа Ж Наличие крепких включений с а > 100 МПа, % сж '
Применение без ограничений 0-2 10-30 0-1
Возможно применение 2-6 30-60 1-5
Проблемные условия для использования 6-10 60-70 5-7
Применение нецелесообразно > 10 > 70 >7
0-8
б
мальные размеры выемочной зоны. В таких условиях (размер выемочной зоны менее 300x100 м) использование данных машин становится нецелесообразным вследствие увеличения доли операций на врезки и развороты.
ОТРАБОТКА ГОРНЫХ ПОРОД КОМПАКТНЫМИ РОТОРНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ
При отработке горных массивов, сложенных породами малой и средней прочности, для формирования потока материала (руды, угля, вскрышных пород), пригодного для перемещения конвейерным транспортом, в составе комплексов ЦПТ могут использоваться компактные роторные экскаваторы с повышенными усилиями резания (>12 кгс/см2).
Перед экскавацией такие массивы ослабляются посредством взрывов на «встряхивание», что позволяет в 2-3 раза снизить энергоемкость резания массива горных пород роторным экскаватором. Последнее ведет к адекватному возрастанию производительности роторных экскаваторов и снижению динамических нагрузок на металлоконструкции машин. Иллюстрацией здесь могут быть графики, показывающие взаимосвязь технической производительности роторных машин SRs(k)-470 с энергоемкостью резания при экскавации целика и массива, предварительно ослабленного взрывом на «встряхивание» (рис. 10) [4].
В отличие от комплексов поточной технологии погрузка экскавируемого материала роторным экскаватором выполняется не на конвейер, а в средства автомобильного транспорта, с последующей перегрузкой в конвейерный транспорт через бункер.
Перспективным направлением поточной технологии производства горных работ на угольных месторождениях с углами залегания пластов 3-12° являются схемы, при которых отработка добычных уступов осуществляется наклонными выемочными слоями. При таких углах залегания пластов магистральные конвейерные подъемники располагаются на почве нижнего угольного пласта и периодически удлиняются в процессе понижения горных работ.
37,0
23,6
18,3
14,3
6,8
8-16
16-32
32-64
64-300 Размер фракций, мм
0-8
8-16
16-32
32-64
64-300 Размер фракций, мм
Рис. 9. Изменение фракционного состава двух видов хрупко разрушающихся горных пород, обладающих существенно различной прочностью: а - магнезит с прочностью на одноосное сжатие 62 МПа (620 кгс/см2); б - уголь с прочностью на одноосное сжатие 13,4 МПа (134 кгс/см2)
Примером здесь может служить диагональная схема производства добычных работ на разрезе «Восточный» (рис. 11), предложенная УкрНИИпроектом [5]. Данная схема позволяет в условиях разреза «Восточный» в полной степени использовать технические возможности непрерывной техники (роторных экскаваторов, перегружателей и конвейерного транспорта) при значительном снижении металло- и энергоемкости схемы за счет сокращения в два раза количества конвейеров, а также при исключении процессов демонтажно-монтажных работ по конвейерам внутри разреза.
На крупных угольных карьерах, использующих мощные роторные экскаваторы, добычные комплексы ЦПТ могут быть укомплектованы следующим образом:
а
1540
1280
1020
760
500
Q м3/4
W, кВт-4/м3
0
-\—
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
—ь 0,9
Рис. 10. Взаимосвязь фактической технической производительности и энергоемкости экскавации при разработке экскаваторами БЙ$(к)-470 целика (1) и взорванного массива (2) при расходе ВВ 0,18 кг/м3 (по В.М. Владимирову)
Рис. 11. Система разработки комплексом поточной технологии с диагональным фронтом (разрез «Восточный»): 1 - роторный экскаватор БЙ$(к)-2000; 2 - забойный перегружатель ВЙ$(к)-2000.65; 3 - межуступный перегружатель ЛЙ$(к)-5500.95 [5]
- отгрузка угля из забоя выполняется одноковшовым экскаватором;
- доставка угля до штабеля усреднительного склада осуществляется автомобильным транспортом;
- додрабливание угля до фракции 0-350 мм с последующей отгрузкой на конвейер производится роторным экскаватором.
Проектом расширения разреза «Богатырь» (Экибастуз-ский угольной бассейн) предполагается полный переход на циклично-поточную (автомобильно-конвейерную)
технологию добычи и усреднения угля в объеме 40 млн т в год. Фактический объем отгрузки угля комплексом ЦПТ на разрезе «Богатырь» составляет около 14 млн т в год (рис. 12).
Данный комплекс предусматривает использование на выемке угля экскаваторов «Liebherr» R 9350 с вместимостью ковша 17 м3 и автосамосвалов БелАЗ-75131, Cat-777 и Cat-785 [6].
Подача угля автомобильным транспортом осуществляется на внутрика-рьерный усреднительный склад, оборудованный роторным экскаватором srsm-2000. Роторный экскаватор в данном случае используется как дробильно-усреднительный агрегат, доводящий подаваемую угольную массу (за счет резания в забое и работы встроенной молотковой дробилки) до фракции 0-300 мм с ее последующей погрузкой на забойный конвейер (рис. 13). Далее по забойному и соединительному (наклонному) конвейерам уголь подается на погрузочный комплекс (УППК), расположенный на горизонте +45 м стационарного южного борта разреза «Богатырь».
РАЗБОРКА СЛОИСТЫХ МАССИВОВ ПОСРЕДСТВОМ ГИДРОМОЛОТОВ
И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЭКСКАВАТОРОВ
При небольшой мощности грузопотоков минерального сырья подготовка исходных пород для дробления в дробильных станциях комплексов ЦПТ может выполняться с использованием гидравлических экскаваторов и гидромолотов путем внедрения их рабочих органов в межслоевые контакты, заполненные, как правило, мергелями. С их помощью реализуется безвзрывная технология производства горных работ. Для разрушения массивов горных пород на карьерах широко применяются гидромолоты, смонтированные на базе гидравлических экскаваторов. Прогресс в развитии гидромолотов и виброрипперов привел к тому, что данное оборудование можно рассматривать как основной способ подготовки скальных пород для дробильных станций комплексов ЦПТ, используемых на карьерах небольшой производственной мощности.
Наиболее эффективные схемы разработки слоистых массивов основаны на совместной работе комплекса экскаваторов, оснащенных ковшами типа «обратная лопата» и гидромолотами (рис. 14).
Экскаватор с ковшом «обратная лопата» выполняет работу по разборке массива и погрузке материала в автотранспорт, перемещающий его к дробильной станции комплекса ЦПТ. Данный экскаватор также выкладывает в один слой на нижней площадке уступа негабаритные
блоки (крупные геологические отдельности), а экскаватор с гидромолотом выполняет их дробление. В процессе отработки уступа экскаваторы меняются местами, и разрушенные гидромолотом негабаритные блоки загружаются в автотранспорт (рис. 15).
Использование полностью мобильных дробильных установок, передающих раздробленный материал на забойный конвейер комплекса ЦПТ, позволяет исключить из технологической схемы автомобильный транспорт (рис. 16) [7].
Успех безвзрывной экскаваторной разборки слоистых массивов определяет не только прочность исходных пород, но и силы сцепления межслоевых контактов с геологическими отдельно-стями. Основываясь на вышесказанном, многие массивы осадочных пород (или зоны в пределах массивов), сложенные прочными породами, легко разбираются по плоскостям слабых межслоевых контактов [8].
Рис. 12. Технологическая схема ЦПТ на разрезе «Богатырь» (Экибастузский угольный бассейн, Казахстан), предполагающая выемку угля одноковшовыми экскаваторами, доставку его в усреднительно-аккумулирующий штабель (1) автотранспортом с последующим додрабливанием угля роторным колесом и встроенной дробилкой роторного экскаватора (2) и погрузкой дробленого угля (фракции 0-350 мм) на забойный конвейер (3)
Рис. 13. Схема конвейерной линии (1) на участке стационарного борта разреза «Богатырь», замыкаемая на комплекс погрузки угля (2)
Рис. 14. Работа комплекса выемочно-погрузочного оборудования (гидравлический экскаватор «обратная лопата» -гидравлический экскаватор с гидромолотом) при разборке слоистого карбонатного массива с мощностью разностных слоев от 0,3 до 0,8 м в пределах одного технологического уступа (Акатьевский карьер)
Рис. 15. Технологическая схема работы комплекса оборудования по разборке трещиноватого массива: 1 - гидравлический экскаватор «обратная лопата»; 2 - траектория передвижения гидравлического экскаватора; 3 - гидравлический экскаватор с гидромолотом; 4 - траектория движения гидравлического экскаватора с гидромолотом; 5 - бульдозер; 6 - автосамосвал, транспортирующий породу к дробильной станции комплекса ЦПТ; 7 - траектория движения автосамосвала; 8 - раздробленные негабаритные геологические отдельности; 9 - негабаритные геологические отдельности; 10 - траектория движения экскаватора 1 при отгрузке раздробленных негабаритных блоков (крупных геологических отдельностей)
Использование гидромолотов сопровождается разрушением геологических отдельностей в большинстве случаев до размеров 200-800 мм (разрушение материала до фракций менее уровня 200 мм по технологическим и экономическим причинам нецелесообразно), что удовлетворяет требованиям последующих стадий дробления. Дробление геологических отдельностей взрывом, по сравнению с их разрушением гидромолотом, не позволяет выполнить точное регулирование размеров получаемого материала, при этом фракционный состав обычно укладывается в интервал 0-1500 мм (доля мелких фракций 0-32 мм составляет от 35 до 45%).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Применение рассмотренных технологий позволяет частично или полностью исключить взрывную подготовку горных пород к выемке, что позволяет улучшить экономические показатели работы горного предприятия.
Конвейерный транспорт в комплексе с горными комбайнами или компактными роторными экскаваторами позволяет снизить затраты на перемещение отрабатываемых пород по сравнению с цикличным автотранспортом. Преимуществом вышеприведенного выемочно-погрузочного оборудования является отсутствие необходимости дробления пород перед погрузкой на конвейер, что позволяет исключить из технологической цепочки дробильные установки. Использование конвейерного транспорта, при прочих равных условиях позволяет увеличить производительность выемочно-погрузочного оборудования.
Технологии, основанные на процессе резания, имеют существенные ограничения по физико-механическим свойствам горных пород (прочность, абразивность, зернистость и другие). Разрушение пород прочностью более 50 МПа с присутствием крепких включений более 5% значительно сокращает производительность машин с фрезерными рабочими органами и зачастую делает их использование нецелесообразным.
Процессы резания и разборки массивов имеют принципиально различные показатели энергоемкости выемки горных пород. Энергоемкость процесса резания (для однотипных пород) в 2,5-3,5 раза выше, чем при экскаваторной разборке. Однако гранулометрический состав материала, получаемого в ходе процесса резания значительно меньше, чем при экскаваторной разборке массива.
Окончательное решение по выбору оптимальной технологии и технологических схем безвзрывной подготовки скальных горных пород к перемещению конвейерным транспортом должно приниматься на основе технико-экономических расчетов с сопоставлением различных вариантов отработки массива.
Список литературы
1. Steve Onorofskie. Economical mining of gypsum with Wirtgen surface miners in an ecologically sensitive environment // Презентация. 2006.
2. D. Carlos Lopez Jimeno, D. Emilio Lopez Jimeno, D. Santiago Manglano Alonso, D. Jose M. Toledo Santos. Manual de arranque, carga y transporte en minería a cielo abierto. Instituto tecnologico geominero de Espana. 1995. 604 p.
3. Dragoljub Ciric, Belgrad and Christian Niemann-Delius, Pheinhausen. Mining techniques and profitability of Continuous Surface Miners for tno open-pit coal mines in Yugoslavia based on Krupp Surface Miners // Braunkohle. 1991. N 11.
4. Перспективная техника и технологии для производства открытых горных работ / В.И. Супрун, В.Б. Артемьев, П.И. Опанасенко и др. М.: Издательство «Горное дело» ООО «Киммерийский центр», 2017.
5. Отчет о научно-исследовательской работе «Разработать исходные данные для дополнительных проектных
проработок горнотранспортной части добычных работ и оказать научно-техническую помощь при проектировании 3-го и 4-го пусковых комплексов на разрезе «Восточный» / А.Н. Пинчук, В.И. Слепян, А.Т. Галимуллин и др. Киев: УкрНИИпроект, 1985. 120 с.
6. Щукин В.К., Мелехов Д.П. Трансформация технологий добычи угля на разрезах Экибастузского месторождения, новые решения - путь к мировым стандартам // Уголь. 2015. № 6. С. 12-16. URL: http://www.ugolinfo.ru/ Free/062015.pdf (дата обращения: 15.09.2018).
7. Мировой опыт эксплуатации комплексов циклично-поточной технологии с внутрикарьерным дроблением / К. Дребенштедт, Р. Риттер, В.И. Супрун, Ю.Г. Агафонов // Горный журнал. 2015. №11. С. 81-87. doi: 10.17580/gzh.2015.11.17.
8. Стромоногов А.В. Обоснование безвзрывной технологии добычи блоков известняка на карбонатных месторождениях Русской платформы: дис. ...канд. техн. наук. М., 2017. 136 с.
SURFACE MINING
UDC 622.271:622.682 © S.V. Burtsev, Ya.V. Levchenko, V.V. Talanin, K.S. Voroshilin, 2018
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2018, № 10, Pp. 8-17
Title
BLASTLESS TECHNOLOGIES FOR ROCK MASS CONDITIONING FOR CONVEYOR TRANSPORTATION
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2018-10-8-17
Authors
Burtsev S.V.', Levchenko Ya.V.2, Talanin V.V.2, Voroshilin K.S.2
1 "SBU-Coal" Holding Company JSC, Kemerovo, 650066, Russian Federation
2 National University of Science and Technology "MISIS" (NUST "MISIS"), Moscow, 119049, Russian Federation
Authors' Information
Burtsev S.V., PhD (Economic), First Deputy General Director, Technical Director, e-mail: s.burtsev@sds-ugol.ru
Levchenko Ya.V., PhD (Engineering), Senior Lecturer, Assistant Professor Talanin V.V., PhD (Engineering), Assistant Professor Voroshilin K.S., Senior Lecturer
Abstract
The paper addresses basic blastless technologies for rock mass conditioning in combination with conveyor transport. It presents the concepts of milling machines operation and their process flow diagrams. It provides the comparative analysis of blastless vs blast technology energy efficiency and particle size. It lists constraining rock properties physical-mechanical factors for rock processing using mining machinery mill heads. It gives overview of compact rotary excavators and hydrohammers utilization with account for rock mass preliminary blasting for "shaking". It demonstrates the range of blastless rock mining equipment application.
Keywords
Blastless technology, Conveyor transport, Milling machines, Energy efficiency, Compact rotary excavators, Hydrohammers, Conveyor ore transportation complex, Rock particle size, Rock mass excavation sorting.
References
1. Steve Onorofskie. Economical mining of gypsum with Wirtgen surface miners in an ecologically sensitive environment. Presentation, 2006.
2. D. Carlos Lopez Jimeno, D. Emilio Lopez Jimeno, D. Santiago Manglano Alonso, D. Jose M. Toledo Santos. Manual de arranque, carga y transporte en minería a cielo abierto. Instituto tecnologico geominero de Espana, 1995, 604 p.
3. Dragoljub Ciric, Belgrad & Christian Niemann-Delius, Pheinhausen. Mining techniques and profitability of Continuous Surface Miners for tno open-pit coal mines in Yugoslavia based on Krupp Surface Miners. Braunkohle, 1991, No. 11.
4. Suprun V.I., Artemiev V.B., Opanasenko P.I. et al. Perspektivnaya tekhnika i tekhnologii dlya proizvodstva otkrytyh gornyh rabot [Advanced machinery and technologies for surface mining]. Moscow, Gornoe delo Kimmeriyskiy tsentr LLC., 2017.
5. Pinchuk A.N., Slepyan V.I., Galimullin A.T. et al. Otchet o nauchno-issledo-vatelskoy rabote "Razrabotat iskhodnye dannye dlya dopolnitelnyh proektnyh prorabotok gornotransportnoy chasti dobychnyh rabot i okazat nauchno-tekhnicheskuyu pomoshch pri proektirovanii 3-go i 4-go puskovyh kompleksov na razreze "Vostochnyy" [Report on scientific and research activity "Input data development for mining conveyor transport design development and scientific and technical assistance during 3 and 4 starter complexes design in "Vostochny" open-pit mine"]. Kiev, UkrNIIProekt Publ., 1985, 120 p.
6. Shchukin V.K. & Melehov D.P. Transformatsiya tekhnologiy dobychi uglya na razrezah Ekibastuzskogo mestorozhdeniya, novye resheniya - put k mirovym standartam [Transformation of coal mining technologies on the open-pit mines of Ekibastuz minefield, new solutions — the way to the global standards]. Ugol' - Russian Coal Journal, 2015, No. 6, pp. 12-16. Available at: http:// www.ugolinfo.ru/Free/062015.pdf (accessed 15.09.2018).
7. Drebenshtedt K., Ritter R., Suprun V.I. & Agafonov Yu.G. Mirovoy opyt ek-spluatatsii kompleksov tsiklichno-potochnoy tekhnologii s vnutrikarernym drobleniem [International experience of continuous-cyclic complexes operation with inpit crushing]. Gornyy Zhurnal - Mining Journal, 2015, No. 11, Pp. 81-87. doi: 10.17580/gzh.2015.11.17.
8. Stromonogov A.V. Obosnovanie bezvzryvnoy tekhnologii dobychi blokov izvestnyaka na karbonatnyh mestorozhdeniyah Russkoy platform. Diss. kand. tekhn. nauK [Substantiation of limestones blocks mining by blastless technology in the Russian platform carbonate deposits. PhD (Engineering) diss.]. Moscow, 2017, 136 p.
