CC BY
63
О.Е. Шещко
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ СРЕДСТВ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ИЗ ГЛУБОКИХ КАРЬЕРОВ
Приводится эколого-экономическое обоснование применения крутонаклонных конвейеров с прижимной лентой и крутонаклонныгх межуступныгх перегружателей при подъеме горной массыг из глубоких карьеров.
Ключевые слова: транспортная проблема, ленточныге конвейерыы экономическая ________эффективность.__________________________________________
Гранспортная проблема одна из самых важных для глубоких карьеров. Ухудшение технико-экономических показателей добычи минерального сырья при увеличении глубины карьера, обусловленное главным образом ростом затрат на транспортирование, обостряет необходимость рационального формирования транспортных систем глубоких карьеров и установления областей применения различных видов транспорта. Технический прогресс в создании транспортных машин для открытых горных работ позволяет ослабить напряженность в этом вопросе.
По результатам исследований ряда проектных и исследовательских институтов в России и за рубежом, а также производственных показателей горных предприятий эффективная отработка глубоких карьеров большой производственной мощности реально обеспечивается только при применении цикличнопоточной технологии (автомобильно- конвейерном транспорте с использованием передвижных дробильно-перегрузочных пунктов модульного типа). За счет быстрого переноса (передвижки) дробильно-перегрузочных пунктов рационально используется сборочный автомобильный транспорт и повышается гибкость систем циклично-поточной технологии.
Применяющиеся в схемах с циклично-поточной технологией (ЦПТ) ленточные конвейеры традиционной конструкции на глубоких карьерах практически исчерпали себя, так как при максимальном угле подъема, не превышающем 18° (как правило, меньше угла откоса карьера, что вносит технологические трудности), длина конвейерной линии достаточно велика и представляет собой несколько конвейеров с перегрузкой. Открытая поверхность
груза на конвейере и несколько перегрузок служат дополнительным источником пылеобразования.
Расширение и ужесточение современных требований к охране окружающей среды и освоению недр поставили на повестку дня необходимость использования на горных предприятиях крутонаклонных конвейеров, в частности, крутонаклонных конвейеров с прижимной лентой, которые не только на порядок снижают длину транспортирования и упрощают транспортную трассу, но и значительно улучшают экологическую ситуацию горного предприятия.
Крутонаклонные конвейеры с прижимной лентой (КНК) в большой степени унифицированы со стандартными ленточными конвейерами, могут иметь нестандартную конфигурацию и способны работать под углами наклона до 90°. Горная масса при транспортировании КНК герметично закрыта между грузовой и прижимной лентами, что предотвращает пылеобразование.
В мире в эксплуатации находится уже более сотни крутонаклонных конвейеров с прижимной лентой в разных отраслях промышленности, в том числе и горной (на карьерах).
Наиболее крупным конвейером такого типа в схеме цикличнопоточной технологии представляет собой установка на меднорудном карьере «Майданек» в Сербии (производительность конвейера 4000 т/ч при угле подъема 35,50, высота подъема 93,5 м, ширина ленты 2000 мм, скорость движения 2,67 м/с, максимальный размер куска 250 мм) [1]. Эксплуатация крутонаклонного конвейера подтвердила его работоспособность и экономическую эффективность.
В последнее время появляются проекты применения таких конвейеров для подъема из глубоких карьеров и в странах СНГ. Имеются предложения по созданию крутонаклонных конвейеров с прижимной лентой со стороны заводов (ОАО «АЗОВМАШ», ЗАО «Новокраматорский машиностроительный завод» и др.).
Одним из показательных примеров глубоких карьеров с наиболее удачным применением циклично-поточной технологии (с подъемом традиционными ленточными конвейерами) может служить карьер «Мурунтау» (Узбекистан), глубина которого уже достигла 500 м, а в перспективе может быть увеличена до 900—1000 м.
Однако, при дальнейшем развитии карьера, в частности по упомянутым выше причинам, предлагается отказаться от тради-
ционных ленточных конвейеров. Поэтому была выполнена оценка целесообразности установки КНК на высоту 270 м на участке борта, который поставлен в предельное положение [1, 2].
Анализ приведенных в технической литературе данных, а также оценка показателей других схем развития ЦПТ показывают, что объем инвестиций на развитие автомобильного технологического транспорта и на создание ЦПТ примерно идентичны. Если же инвестиции нужны только на понижение существующей ЦПТ, т.е. без затрат на отвальный или перегрузочный комплекс, то они заметно ниже тех, которые требуются на пополнение автомобильного технологического транспорта. Текущие затраты на эксплуатацию автомобильного парка большой грузоподъемности значительно выше, чем на перегрузочный комплекс и конвейер. Таким образом, создание ЦПТ на базе КНК экономически целесообразно даже в краткосрочной перспективе.
Данные укрупненной оценки экономической эффективности внедрения крутонаклонного конвейера с прижимной лентой на карьере «Мурунтау» приведены на три семилетних периода. Прибыль за это время превышает 70 млн долларов США, а срок окупаемости капитальных вложений на крутонаклонный конвейер с прижимной лентой и передвижной дробильно-перегрузочный комплекс не превышает 1,5 лет [1, 2]. Срок службы автосамосвалов составляет в среднем 7 лет, и каждые семь лет необходимы затраты на возобновление парка, а основные элементы конвейера служат 20 и более лет (поддержание его эксплуатации, в том числе замена лент, учтено в текущих затратах).
Высокая эффективность ЦПТ с КНК подтверждается не только расчетами, но и практикой применения на карьере «Майданпек». При расстоянии 3,5 км от перегрузочного пункта в карьере до фабрики удалось в 3 раза сократить грузовой автопарк. Ежегодная экономия составила 12 млн долларов. И эти результаты были достигнуты на первом крупном образце КНК, т.е. без опыта его проектирования, создания и эксплуатации.
Применение стандартных гладких лент на КНК позволяет унифицировать его составные части с традиционными конвейерами. Кроме того, при применении КНК открываются более широкие возможности по компоновке трассы конвейерного транспорта,
конфигурация которой может сочетать участки с различными углами наклона, и свести до минимума горно-подготовительные работы.
Для карьера «Мурунтау» предполагается создание крутонаклонного конвейера с высотой подъема 270 м (КНК-270), единый став которого объединяет крутонаконную часть и 2 пологие части. Длина пологих частей определилась, исходя из технологии перегрузки руды в промышленный железнодорожный транспорт и местом установки перегрузочного комплекса. С прижимной лентой выполняется только крутонаклонная часть КНК-270.
На карьере имеется возможность дальнейшего понижения горных работ еще на 180 м и установки КНК-180. Таким образом, общая высота подъема может возрасти до 450 м. Динамично развивающуюся нижнюю часть карьера целесообразно отрабатывать с помощью мобильного горнотранспортного оборудования, т.к. установка КНК требует определенной величины углубления. В связи с этим встает вопрос о шаге установки нового КНК.
Фактором, определяющим необходимость перехода на поточное звено, наряду с экономической эффективностью является концентрация вредных веществ в рабочей зоне карьера, которая характеризуется суммой отношений концентрации отдельных вредных веществ (С) к их предельно допустимой концентрации в рабочей зоне (ПДК). Например, для условий карьера «Мурунтау» концентрация вредных веществ в рассматриваемой зоне карьера для автосамосвалов большой грузоподъемности («200 т) резко возрастает с увеличением количества автосамосвалов (рис. 1).
Большинство вредных веществ имеют однонаправленное действия на организм человека, поэтому их концентрация суммируется. Суммарное отношение концентраций вредных вещества и пыли
шать определенной величины. Эта величина, как известно, зависит от условий эксплуатации карьера. Источниками выбросов вредных веществ и пыли на рассматриваемом карьере являются взрывные работы, выемочно-погрузочные работы, транспортирование (в частности автотранспорт), отвальные работы, складирование горной массы и т.д. Даже, если считать, что почти 50-40 % приходится на
к их предельно допустимой величине
не должно превы-
транспортирование, на локальную зону углубки на 180 м прихо-
превышать 0,15.
Расчеты показали, что при неизменном грузопотоке число автосамосвалов большой грузоподъемности («200 т) для работы в зоне на глубине 50, 100, 150 м по вывозу только руды понадобится
будет составлять соответственно 0,097; 0,185; 0,284.
Это означает, что без учета мгновенных выбросов, которые конечно ухудшают экологическую ситуацию, на глубине 60-75 м экологическая ситуация близка к предельно допустимой. Таким образом, при достижении глубины 50-60 м в рассматриваемом случае для сохранения экологической ситуации в допустимом пределе требуется установка конвейерного подъемника. В этих условиях позитивную роль могут играть передвижные межуступные перегружатели с крутонаклонным конвейером [3,4,5].
дится не более 15 %, т.е. предельное значение
порядка 4, 8, 12 единиц. При этом отношение
Концентрация вредных веществ,мг/м3
количество автосамосвалов,4,8,12
Рис. 1. Зависимости концентрации (мг/м3) С и Сп Hm (а), СОХ и NOx (б) и пыли (в) от количества автосамосвалов.
242
в
Рис. 2. Зависимость суммы отношения концентрации вредных веществ (С) к предельно допустимой концентрации в рабочей зоне (ПДК) — ^ от
количества автосамосвалов (ряд 1) и предельно допустимое значение этой величины (ряд 2).
Межуступный перегружатель после установки стационарного конвейера или удлинения его может перемещаться с вышележащего на нижележащий горизонт. Высота перегрузки в соответствии с условиями может составлять 30, 60, 90 м.
В настоящее время межуступный перегружатель КНК-30 производства ОАО «Азовмаш» (Украина) установлен на концентрационном горизонте карьера «Мурунтау» и осуществляет подачу руды в расположенный на высоте 30 м приемный бункер наклонного конвейера действующего комплекса ЦПТ. Прижимная лента обеспечивает возможность транспортирования груза под углом 40° к горизонту. Ходовая система перегружателя — две гусеничные тележки экскаватора ЭКГ-8, которые при переводе перегружателя в транспортное положение присоединяются к базе [4, 5]. Есть примеры применения перегружателей на пневматическом ходу. Возможна последовательная установка двух-трех передвижных перегружателей с последующей заменой их на стационарный КНК.
Таким образом, использование в качестве подъемного звена крутонаклонного конвейера с прижимной лентой в комплексе с перегружателями в глубоких карьерах может не только существенно
изменить экологическую ситуацию в карьерах, но и повысить экономическую эффективность.
-------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Логинов И.Г., Слепян В.И., Мальгин О.Н. Конструкторские особенности крутонаклонного конвейера подъема скальных руд на карьере «Мурунтау». Горный журнал. — М., 2005. — №11.
2. Кучерский Н.И., Мальгин О.Н., Сытенков В.Н., Ларионов Е.Д., Иоффе А.М., Шелепов В.И. Эффективность проектируемого комплекса ЦПТ — руда с крутонаклонным конвейером для карьера «Мурунтау». Горный журнал. — М., 2005. — №11.
3. Логинов И.Г., Слепян В.И. Опыт создания конвейерного подъемника для транспортирования скальной горной массы из карьера. Горный журнал. — М., 2008 — №4.
4. Шеметов П.А., Мальгин О.Н. Транспортирование горной массы межу-ступным крутонаклонным перегружателем. Горный журнал. — М., 2007. — №5.
5. Сытников В.Ю., Филиппов С.А., Сытников А.Н. Крутонаклонные перегружатели — одно из основных направлений перевооружения глубоких карьеров. Эксперт-техника. Информационно-аналитический журнал, 2008, №1 н;гд=1
Sheshko O.E.
THE ECOLOGICAL AND ECONOMIC PRECONDITIONS
OF APPLICATION OF NEW MEANS OF TRANSPORTATION
FROM DEEP OPEN-CAST MINES.
The ecological and economic substantiation of application of sandwich high angle conveyors and high angle interbench reloaders by lifting of mining mass from deep open-cast mines is examined in the article.
Key words: transport problem, belt conveyors, cost efficiency.
Коротко об авторе
Шешко О.Е. — кандидат технических наук, доцент, кафедра «Экономика природопользования»,
Московский государственный горный университет,
Moscow State Mining University, Russia, [email protected]
