Эффективность применения погрузо-доставочных машин на Новомосковском гипсовом месторождении Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

© О.М. Македонский, 2004

УДК 622.23.05 О.М. Македонский

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОГРУЗО-ДОСТАВОЧНЫХ МАШИН НА НОВОМОСКОВСКОМ ГИПСОВОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ

Семинар №13

В последние десятилетия при системах разработки с открытым очистным пространством с целью повышения эффективности погрузки и транспортировки руды на большие расстояния стали применять комплексы «ковшовый погрузчик — автосамосвал». Это объясняется, прежде всего, геометрическими параметрами горных выработок, позволяющими использовать крупногабаритную технику.

Применение погрузо-доставочных и транспортных машин при отработке гипсовых месторождений камерно-столбовой системой разработки имеет свою специфику, поэтому необходимо проанализировать опыт эксплуатационного самоходного оборудования в условиях ОАО «Кнауф Гипс Новомосковск».

На очистных работах используют фронтальные погрузчики и самосвальные автопоезда МоАЗ грузоподъемностью соответственно 7,5 и 22 т. Ковшовая ПДМ внедряется в навал глубиной 1,0-1,5 м, высота которого не превышает 3,5 м. Расстояние между работающими ПДМ и транспортной машиной в пункте погрузки не превышает 10-15 м. На шахте применяется потолкоуступная схема отбойки, обеспечивающая удовлетворительный гранулометрический состав отбитой руды и сравнительно малое количество негабаритных кусков. Хронометражные наблюдения за работой ковшовой погрузо-доставочной машины МоАЗ-40484 показали, что погрузка гипсового камня и простои оборудования в ожидании транспортного средства составляют соответственно 182 и 115 минут. Продолжительность наполнения кузова самосвального автопоезда МоАЗ-74051 грузоподъемностью 22 т изменяется от 3 до 6 минут, а количество черпаний до полного наполнения ковша от 1 до 2 и в среднем составляет 1,5.

Производительность погрузки не превысила 968 т/см.

Анализ опыта использования ПДМ в условиях Новомосковского гипсового месторождения показал, что основными причинами низкой производительности являются технологические и организационные простои. Эксплуатационная производительность ковшовой погрузо-доставочной машины в большей степени определяется продолжительностью наполнения ковша, состоящая из времени черпания ковшом — ^ количества черпаний до полного наполнения ковша — ли времени маневров при погрузке — t ман . На показатели ^ и л существенное влияние оказывает качество дробления, характеризующееся крупностью взорванной горной массы.

С учетом данных проф. Сафонова Б.П., к. т.н. Добмайера Э., Лукиенко Л.В. и Потемкина С.А изучен гранулометрический состав взорванной горной массы в забоях Новомосковского гипсового месторождения (табл. 1). Средний диаметр кусков отбитой руды составил 0,26 м. На основе экспериментальных данных канд. техн. наук Миронова Е.И. получена эмпирическая зависимость (рис. 1), позволяющая определять количество черпаний до полного наполнения ковша (лч) при изменении среднего диаметра куска (6ср) от 0,18 до 0,45 м:

лч = а + Ь-вср + с-вср 2 + <^-<^ср 3 +е- вср 4

при 0,45 > <^р > 0,18, (1)

где а,Ь,с,в — коэффициенты; а = -11,242315; Ь = 171,48104; с = -881,12222; 6 = = 1992,5185; е = -1601,3333. Указанное уравнение характеризуется высоким коэффициентом корреляции (г = 0,97) и

Таблица 1

Гранулометрический состав отбитой горной массы

Фракции, мм 0-60 61-200 201-400 401-600

Содержание, % 10 30 40 20

низкой стандартной ошибкой (5= 0,007).

Наиболее благоприятные условия (рис. 1) для погрузки выполняются при <іср < 0,18 м. Уменьшение среднего диаметра кусков отбитой горной массы до 180 мм позволяет увеличить интенсивность наполнения ковша на 33,3 %.

Частые поломки узлов и деталей отечественный самоходный машин, а также большие расходы на ремонт и приобретение запаснык частей приводят к ограниченному их применению на российских рудниках. Использование импортной техники на погрузке рудной массы позволяет значительно повысить технико-экономические показатели, но из-за недостаточной загрузки ПДМ эффективность указанного оборудования намного ниже, чем на зарубежный горнык предприятиях, где эксплуатационная производительность ковшовык ПДМ достигает 2400-3000 т/см. Такие высокие результаты объясняются тем, что время одного цикла погрузки не превышает 30 с, а продолжительность погрузочный работ в течение одного рабочего часа составляет 50 мин. Для оценки эксплуатационной производительности ковшового погрузчика воспользуемся следующей формулой:

Рис.1. Зависимость количества черпаний (пч) ло полного наполнения ковша от величины срелнего лиаметра кусков (Ыср)

Объемная насыпная масса руды определяется качеством дробления и не превышает 1,5— 1,6 т/м3. Емкость ковша составляет 3,7 м3 В итоге эксплуатационная производительность пункта погрузки составила 907 т. Результаты расчетов сопоставимы с реальными значениями.

Опыгт применения импортнык самоходный погрузо-доставочнык машин на зарубежный горнык предприятиях показывает, что:

N ср

(3)

где Л^ср — среднее количество погрузочных циклов в течение одного рабочего часа;

Поэтому для определения производительности ПДМ принята формула:

Я, = V,-Г-кн - тсм - мср, (4)

Среднее количество погрузочный циклов в течение одного рабочего часа определяется количеством разгруженный ковшей по хроно-метражным наблюдениям или по формуле, полученной аналитическим путем:

Т • 60

погр

т

(5)

2, = V, •уК • тсл

3600• к,

т

т / см

(2)

где V — геометрическая емкость ковша, м ; у — объемная насыпная масса отбитой руды, т/м3; К„ — коэффициент наполнения ковша; Тсм — продолжительность смены, час; К1 — коэффициент использования ПДМ во времени; Тц — время единичного цикла погрузки ПДМ, сек.

В условиях Новомосковского гипсового месторождения коэффициент

где Тпогр — продолжительность погрузочных работ в течение одного рабочего часа, мин.

Указанное уравнение показывает, что с увеличением Тпогр. и уменьшением Тц возрастает Мср и производительность. На основе даннык, представленных в табл. 2, построен график по определению Qэ (рис. 2) Согласно рис. 2, увеличение коэффициента использования с 0,43 до 0,75 позволяет повысить эксплуатационную производительность погрузо-доставочной машины в 2,3—3 раза. Однако опыт ведения очистных работ показывает, что достичь таких высоких результатов возможно лишь при исполь-

Таблица 2

Среднее количество погрузочных циклов в течение одного рабочего часа и сменная производительность ковшовой ПДМ

наполнения

К

по-

сле первого черпания в зависимости от крупности изменяется от 0,8 до 1,0.

Тпогр. , мин./час / Оэ» т

при Т„ = 30 с. при Т = 35 с. при Т = 40 сек.

35 (К1 = 0,58) 70 / 2175,6 60 / 1864,8 52 / 1576,2

40 (К1 = 0,66) 80 / 2486,4 68 / 2113,4 60 / 1864,8

45 (К! = 0,75) 90 / 2797,2 77 / 2393,2 67 / 2082,4

зовании погрузчиков пока зарубежного производства, которые являются дорогими, но более мощными и надежными техническими средствами.

На Новомосковском гипсовом месторождении с повышением сменной производительности фронтального ковшового погрузчика количество транспортнык средств значительно возрастет. Значительное увеличение самосвальный автопоездов приведет к простоям оборудования у приемного бункера и в погрузочном пункте. Поэтому с целью недопущения потери рабочего времени и достижения высокой производительности ковшовой ПДМ зарубежного производства и самосвальный автопоездов МоАЗ необходимо, в первую очередь, обосновать рациональное количество транспортнык машин, обслуживающих один фронтальный погрузчик.

Количество транспортнык машин определялось по формуле:

, + 12° • Ь + Їраз!р

= 1 + -

120 • Ь + і„

(6)

-Ь = 1 + £• Ь

где Ь — длина транспортировки в одном направлении, км; Уср — средняя скорость движения в обоих направлениях, км/ч; £ — коэффициент, определяемый длиной, скоростью

Рис. 2. Производительность ковшовой ПДМ

Рис. 3. Количество транспортнык машин в зависимости от длнны1 транспортировки гипсового камня: 1 - на погрузке используется ковшовая ПДМ фирмы иеЪЬегт (Ь-564) 2 - на погрузке используется ковшовая ПДМ МоАЗ-40484

движения, временем наполнения (или погрузки) кузова транспортной машины и продолжительностью его разгрузки, £ = ^ (Ь, ^ср., Тпогр.,, tразгр..); с = 1,2 для ПДМ фирмы иеЪЬегт; £ = 0,8 для ПДМ МоАЗ-40484.

Хронометражные наблюдения за работой ковшовой ПДМ фирмы иеЪЬегт показали, что в условиях Новомосковского гипсового месторождения продолжительность цикла погрузки кузова самосвального автопоезда Мо-АЗ-74051 весьма стабильна и равна 3 минутам. При этом суммарное время движения груженного и порожнего автосамосвала изменялось " от 7 до 12 мин. и в среднем составило 9,5 мин. при длине транспортировки 860 метров. Средняя скорость движения транспортнык машин составила 33 км/час. При этом эксплуатационная производительность указанной машины достигла 2046 т, а каждый самосвальный автопоезд МоАЗ-74051 вывез на 182 т гипсового камня больше нормы выработки.

Из графика, представленного на рис. 3, видно, что при одинаковой длине транспортировки ковшовый погрузчик фирмы иеЪЬегт обслуживает большее количество самосваль-нык автопоездов, чем ПДМ типа МоАЗ. Это обусловлено меньшей продолжительностью наполнения кузова автосамосвала погрузо-доставочной машиной Ь-564.

Таким образом, ковшовый погрузчик Ь-564 при прочих равнык условиях (например, продолжительности погрузочнык работ в течение смены, длине транспортировке) позволяет в 1,4 раза увеличить производительность пункта погрузки по сравнению с МоАЗ-40484. При рациональном количестве транспортнык машин грузоподъемностью 22 т, производительность ПДМ Ь-564 повысится в 2 раза.

__Коротко об авторах

Македонский Олег Михайлович — аспирант, Московский государственный горный университет.

п =