CC BY
120
© А.А. Семенюк, С.П. Решетняк,
Н.И. Байчурина, Н.Р. Султанова, 2015
УДК 622.271
А.А. Семенюк, С.П. Решетняк, Н.И. Байчурина, Н.Р. Султанова
ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ТРАНСПОРТА РУДЫ ОЛЕНЕГОРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ КРУТОНАКЛОННОГО КОНВЕЙЕРА
Впервые в горной промышленности РФ спроектирован и осенью 2015 года запушен в тестовую эксплуатацию комплекс циклично-поточной технологии (ЦПТ) доставки железной руды на дробильно-обогатительную фабрику с использованием крутонаклонного конвейера в условиях Оле-негорского карьера АО «Олкон». Для сокрашения расстояния доставки карьерными автосамосвалами железной руды из зоны разноса юго-восточного борта карьера и из Оленегорского подземного рудника был построен крутонаклонный конвейер (КНК), установленный по нормали к нерабочему борту. Конвейер с прижимной лентой поднимает руду на горизонт дробления сушествуюшей схемы ЦПТ и передаёт её на установленный в наклонном стволе конвейер, доставляюший руду на фабрику. Руда из подземного рудника и карьера перед подачей её на крутонаклонный конвейер предварительно обрабатывается комплексами крупного и среднего дробления непосредственно в карьере. Верхняя часть крутонаклонного конвейера ввиду отсутствия доступа на верхние предохранительные бермы участка установки изготовлена в вантовом исполнении. Ключевые слова: Оленегорский карьер, железная руда, циклично-поточная технология, крупное и среднее дробление, крутонаклонный конвейер.
Оленегорское железорудное месторождение расположено на Кольском полуострове в условиях Заполярья и разрабатывается одновременно открытым и подземным способами предприятием АО «Олкон». Руда из подземного рудника вывозилась в карьер и перегружалась на автосамосвалы для доставки на концентрационный горизонт, где расположены дробилки существующего комплекса циклично-поточной технологии (ЦПТ). К 2012 году расстояния транспортирования руды из карьера и подземного рудника до дробильно-перегрузочного комплекса выросло до значений, которые потребовали поиска более эффективных технологических решений. Из рассмотренных предложений был выбран вариант подачи всего рудопотока на концентрационный горизонт крутонаклонным конвейером (КНК) с прижимной лентой. Реализация проекта позволяла отказаться от строительства дополнительного участка автодороги (1 км), переноса части железнодорожного пути (де-
монтаж 1,5 км; монтаж 0,6 км), переноса участка водовода (0,5 км), приобретения трёх большегрузных автосамосвалов.
В проекте реконструкции транспортной схемы было предусмотрено строительство комплексов крупного и среднего дробления у портала подземного рудника на гор. -64 м, организация мест разгрузки руды из карьерных и шахтных самосвалов в приёмный бункер новой дробилки крупного дробления, строительство крутонаклонного конвейера (угол 36°) по нормали к нерабочему борту карьера от комплекса среднего дробления до гор. +60 м и строительство вспомогательного конвейера на отм. +60 м с организацией подачи дроблёной руды в существующие приёмные бункера корпуса крупного дробления комплекса ЦПТ.
Впервые в России специалисты ООО «СПб-Гипрошахт» выполнили проект схемы ЦПТ с KHK для Оленегорского карьера. Доставка на дробильно-обогатительную фабрику (ДОФ) 5,7 млн. т руды в год будет осуществляться с использованием конвейера с прижимной лентой после двух стадий внутрикарьерного дробления — крупного и среднего. Помимо руды, поступающей из зоны разноса северо-восточного борта карьера, в технологическую схему будет включена добыча Оленегорского подземного рудника. Оба рудо-потока направляются в бункер новой щековой дробилки крупного дробления, затем по конвейеру передаются в дробилку среднего дробления, также смонтированную в открытом исполнении, откуда передаются на KHK и далее поступают в построенный ранее наклонный конвейерный ствол существующей схемы ЦПТ. Дроблёная руда крупностью 80 мм из карьера поступает непосредственно на мелкое дробление. Длина KHK составляет 215 м, он поднимает руду на высоту 124 м под углом 36°, значительно сокращая расстояние транспортирования руды автосамосвалами.
Спроектированный технологический комплекс дробления и подачи руды в корпус крупного дробления ДОФ (существующий внутрикарьерный комплекс ЦПТ) состоит из следующих зданий и сооружений:
1. Комплекс первичного дробления с подпорной стенкой.
2. Самонесущая конвейерная линия (стационарный ленточный конвейер от комплекса первичного дробления на комплекс вторичного дробления).
3. Комплекс вторичного дробления с бункером повышенного объёма.
4. Самонесущая конвейерная линия с узлом перегрузки (стационарный ленточный конвейер с узлом перегрузки от комплекса вторичного дробления на крутонаклонный конвейер).
5. Самонесущий крутонаклонный конвейер (KHK) с узлом перегрузки.
6. Самонесущая конвейерная линия (стационарный ленточный конвейер от KHK до здания корпуса крупного дробления (KKÄ) дробильно-обогатительной фабрики (ДОФ).
7. Здание KKÄ ДОФ.
Оборудование и металлоконструкции (приёмный бункер, опорные конструкции, площадки обслуживания, навесы и т.д.) станций дробления поставлены фирмой «Метсо Минералз С.А.». Этой же фирмой изготовлены вместе с опорными конструкциями стационарные ленточные конвейера, транспортирующие руду между станциями дробления и подающие её на KHK.
KHK и ленточный конвейер подачи руды в здание KKÄ ДОФ поставлены фирмой «Paakkola Conveyors Oy». Этой же фирмой поставляются все металлоконструкции к этим конвейерам (эстакада, опорные металлоконструкции, перегрузочные устройства).
Основное технологическое оборудование
Основным технологическим оборудованием дробильно-конвейерного комплекса является:
1. ^мплекс первичного дробления:
- пластинчатый питатель AF 10—84Ч12,5М комплектно с конвейером сбора просыпи;
- щековая дробилка С200;
- бутобой для щековой дробилки;
- лебёдка грузоподъёмностью 10 т для обслуживания комплекса;
- стационарный ленточный конвейер.
2. Стационарный ленточный конвейер подачи руды на комплекс вторичного дробления.
3. ^мплекс вторичного дробления:
- электромеханический вибропитатель EME 97SL;
- грохот грубой сепарации RF 2448 1P;
- конусная дробилка HP 800.
4. Стационарный ленточный конвейер подачи руды на KHK.
5. Двухленточный конвейер (крутонаклонный ленточный конвейер — KHK);
6. Стационарный ленточный конвейер подачи руды в здание KKÄ ДОФ.
Комплекс первичного дробления
^милекс первичного дробления руды спроектирован с учётом возможности подачи руды в загрузочный бункер с двух сторон, используя различные типы самосвалов:
- с торцевой стороны разгружаются карьерные автосамосвалы БелАЗ-75131 грузоподъёмностью 130 т;
- с северной стороны - шахтные самосвалы БАЫОУК ТН540 грузоподъёмностью 40 т.
Железная руда доставляется автосамосвалами на площадку разгрузки и выгружается в приёмный бункер комплекса первичного дробления. Бункер имеет 3 стенки, на задней стенке над питателем вместо части стенки установлена отклоняющаяся створка, обеспечивающая габарит 210043800 мм для пропуска кусков руды в зону её загрузки в дробилку. Размер разгрузочного отверстия бункера над питателем составляет 210048200 мм.
Для шуровки и дробления руды в зоне загрузочного проёма дробилки, параметры которого составляют 200041500 мм, предусмотрен бутобой.
В целях безопасности при выполнении разгрузки автосамосвалов предусмотрены ограждения загрузочного отверстия приёмного бункера комплекса первичного дробления. Высота ограждения загрузочного отверстия приёмного бункера для автосамосвалов грузоподъёмностью 130 т принята 1,5 м, для автосамосвалов БАЫОУК ТН540 грузоподъёмностью 40 т — 0,83 м.
Под загрузочным бункером находится пластинчатый питатель с ударопрочными траками. Угол установки питателя к горизонту — 15°. Просыпь питателя собирается конвейером просыпи, установленным под питателем, и перегружается по лотку сбора просыпи на стационарный ленточный конвейер, расположенный под дробилкой.
Для первичного дробления предусматривается щековая дробилка С200, как наиболее эффективная при дроблении крепких пород и руд и обеспечивающая высокий уровень технического и производственного процессов.
В щековых дробилках серии С используется модульная рама без сварных соединений. Такая конструкция обеспечивает максимально высокую усталостную прочность, исключительную надёжность и разнообразие вариантов монтажа. Применение этой конструкции в сочетании с использованием специальных литых компонентов из высококачественных сталей обеспечивает чрезвычайно высокую работоспособность дробилки, экономическую эффективность и низкую стоимость дробления в расчёте на тонну руды.
Разгрузка дроблёного материала (0-360 мм) из щековой дробилки С200 на стационарный ленточный конвейер происходит через специальную течку, конструкция которой позволяет защитить ленту конвейера от износа и ударного воздействия. Далее происходит перегрузка дроблёного материала на следующий лен-
точный конвейер, которым руда подается в накопительный бункер комплекса вторичного дробления. Конвейера также приняты производства фирмы «Метсо Минералз С.А.».
Для аспирации после щековой дробилки в узле загрузки конвейера предусматривается установка обеспыливания, также поставляемая фирмой «Метсо Минералз С.А.».
Комплекс вторичного дробления
Дроблёный материал после первичного дробления ленточным конвейером транспортируется в накопительный бункер комплекса вторичного дробления. Так как ограниченность карьерного пространства не позволила запроектировать промежуточный склад руды, бункер разработан наибольшего возможного объёма для обеспечения непрерывной работы дробилки в течение получаса. Общий объём бункера — 315 м3, полезный объём — 175 м3.
Из накопительного бункера руда разгружается на электромеханический вибрационный питатель EME 97SL.
Далее первично-дроблёный материал подвергается грохочению на грохоте кругового движения. Для грохочения был принят грохот грубой сепарации RF 2448 1Р. Подрешётный продукт грохочения через жёлоб поступает на сборный ленточный конвейер. Конструкция жёлоба с использованием карманов позволяет снизить его износ. Надрешётный продукт грохота поступает в дробилку. Для второй стадии дробления принята конусная дробилка Nordberg НР800. Возможность принимать питание различной крупности и возможность менять настройки дробилки позволяют получить конечный продукт необходимого размера и качества.
Подрешётный продукт грохочения и продукты дробления собираются на один стационарный ленточный конвейер, которым дроблёная руда транспортируется до узла перегрузки на крутонаклонный конвейер.
Крутонаклонный ленточный конвейер
Крутонаклонный двухленточный конвейер производства фирмы «Paakkola Conveyors Oy» (Финляндия) транспортирует дроблёную руду крупностью 0-80 мм с уровня открытого карьера -64,00 м на уровень +60,00 м. Вертикальная высота подъёма — 124 м.
Транспортировка руды на КНК осуществляется между двумя лентами: нижняя лента является грузонесущей, верхняя лента прижимает транспортируемый материал к нижней ленте. Нижняя лента образует жёлоб с помощью трёхроликовых опор с углом наклона боковых роликов 30°. Верхняя лента образует соответствующий жёлоб, прижимая руду к грузонесущей ленте с помощью
специального качающегося пружинного прижимного механизма (система прижимных роликов).
Скорости нижней и верхней лент одинаковые и регулируются посредством автоматической системы управления.
На отм. -64,00 м расположены станция загрузки КНК и грузовые натяжные устройства нижней и верхней лент. На отм. +60,00 м находится станция с приводными механизмами нижней и верхней лент, лебёдкой для натяжения тросов, удерживающих фермы конвейера, и узлом перегрузки на ленточный конвейер подачи руды в здание ККД ДОФ. С обеих сторон конвейера располагаются лестницы, и на одной из сторон — подъёмник с электрической лебёдкой, предназначенный для перевозки необходимых деталей и материалов для ремонта и обслуживания КНК.
Крутонаклонный ленточный конвейер комплектуется оборудованием и рядом датчиков, обеспечивающих его безопасную эксплуатацию:
1. На нижней и верхней лентах установлены механические ловители, которые захватывают ленту в случае обрыва одной из них.
2. Верхняя лента прижимает руду с помощью системы прижимных роликов к грузонесущей ленте, препятствуя скатыванию материала вниз.
3. Предусмотрены следующие устройства контроля, действующие на отключение конвейера:
- датчик забивания разгрузочного бункера;
- датчик пробуксовки ленты;
- датчики бокового схода ленты;
- концевые датчики ограждений конвейера;
- датчики обрыва ленты;
- концевые тросовые выключатели.
4. Электроприводы крутонаклонного конвейера комплектуются преобразователями частоты и устройствами плавного пуска, которые осуществляют контроль показателей работы двигателя, передаваемых диспетчеру, и при росте показателей выше критических, система производит аварийную остановку конвейера.
Конвейер подачи руды в здание ККД ДОФ, корпус крупного дробления
В корпус крупного дробления дроблёная руда доставляется стационарным ленточным конвейером. Конвейер — также производства фирмы «Paakkola Conveyors Oy». В корпусе крупного дробления с конвейера подачи руды в здание ККД ДОФ руда перегружается на существующий конвейер с шириной ленты 2 000
мм и далее поступает на ленточный конвейер, расположенный в наклонном стволе, который транспортирует её на ДОФ для последующего мелкого дробления и измельчения.
Оценка инвестиционных и операционных затрат на строительство и эксплуатацию комплекса крутонаклонного конвейера в Оленегорском карьере выполнена для условий отработки запасов в контуре открытых горных работ Оленегорского карьера и запасов, добываемых подземным способом в границах I очереди Оле-негорского подземного рудника. Суммарная величина рассмотренных эксплуатационных запасов составляет около 58 млн. т железной руды, период их отработки — 15 лет.
Общие инвестиционные затраты на строительство комплекса KHK в Оленегорском карьере составят около 900 млн руб., в том числе затраты на дробильно-конвейерный комплекс ~770 млн руб. Инвестиции в карьерные автосамосвалы, технологическую автодорогу и прочее при отказе от строительства KHK за период отработки рассмотренных запасов составили бы приблизительно 575 млн руб.
Средняя себестоимость транспортировки 1 т руды от забоя открытых горных работ и от склада у штольни подземного рудника до приёмного бункера KHK в сравнении с аналогичными затратами по доставке 1 т руды до приёмного бункера действующей ЦПТ в среднем за период отработки рассмотренных запасов снизится приблизительно в 2 раза, составив ~17 руб./т. Данное снижение обусловлено, прежде всего, существенным сокращением дальности транспортировки руды карьерными автосамосвалами (в среднем на 2 км), а также ликвидацией перегрузочного пункта Оленегорского подземного рудника, а, следовательно, связанных с ним затрат.
руб./т
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 годы эксплуатации
Рисунок. Динамика себестоимости транспортирования руды автосамосвалами
Динамика эксплуатационных затрат на транспортировку 1 т руды от забоя открытых горных работ и склада у штольни подземного рудника до приёмных бункеров действующей ЦПТ (вариант без строительства КНК) и нового КНК приведена на рисунке.
Комплекс циклично-поточной технологии с использованием крутонаклонного карьера в Оленегорском карьере является первым, применённым в горной промышленности России, и первым, и пока единственным в мире реализованным проектом транспортирования железной руды. гагсга
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Семенюк Андрей Андреевич - директор по производству, semenjuk@spbgipro.ru, Решетняк Сергей Прокофьевич - доктор технических наук, доцент, Горный институт КНЦ РАН, главный технолог, ООО «СПб-Гипрошахт», reshetnyak@spbgipro.ru,
Байчурина Наталья Игоревна - начальник отдела, Baychurina@spbgipro.ru, Султанова Наталья Равильевна - инженер-проектировщик, davletshina@spbgipro.ru, ООО «СПб-Гипрошахт».
UDC 622.271
INNOVATIVE IRON ORE DELIVERY USING HIGH ANGLE CONVEYOR AT OLE-NEGORSKY OPEN PIT
Semenjuk A.A., SPb-Giproshakht, Production CEO, Russia, semenjuk@spbgipro.ru, Reshetnyak S.P., Dr.Sci. (Eng.) Mining Institute KSC RAS, Chief Technologist, SPb-Giproshakht, Russia, reshetnyak@spbgipro.ru,
Baychurina N.I., SPb-Giproshakht, Economy Department Head, Russia, Baychurina@spbgipro.ru, Sultanova N.R., project-designer, SPb-Giproshakht, Russia, davletshina@spbgipro.ru.
For the first time in the Russian mining industry iron ore inpit-crushing and conveying (IPCC) delivery to a processing plant using high angle conveyor has been designed and launched in test operation at the Ole-negorsky open pit mine of JSC Olkon in the autumn 2015. To reduce iron ore delivery distance by trucks from the area of the mined pushback of the South-Eastern pit wall and from the Olenegorsky underground mine a high angle conveyor (HAC)was built which was mounted normally to a nonworking pit wall. Sandwich type conveyor lifts the ore to the existing crushing horizon and passes it on the conveyor in inclined underpass that delivers the ore to a processing plant. The underground mine and open pit ore up to then serving it on a HAC is preprocessed on new primary and secondary crushing complexes inside the open pit. The upper HAC part because of lack of access to the upper safety berms has been installed as guy construction. The lower HAC part, as well as its feed and discharge sites have been installed on metal substructures. Implemented under the polar conditions a truck/conveyor iron ore transport project was designed by the SPb-Giproshakht company and successfully passed the State examination (Glavgosexpertiza). The use of HAC can significantly reduce ore delivery cost with a four-year payback.
Key words: Olenegorsky open pit mine, iron ore, inpit-crushing and conveying technology, primary and secondary crushing, high angle conveyor.
