Интенсификация разработки горных пород скрепером со шнековой загрузкой Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

 © Е.И. Комаров, 2003

УЛК 621.878.25:622.271

Е.И. Комаров

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ РАЗРАБОТКИ ГОРНЫХ

ПОРОЛ СКРЕПЕРОМ СО ШНЕКОВОЙ ЗАГРУЗКОЙ

ыЖкая эффективность колесных скаВпером при незначительном расстоянии транспортирования привела к выполнению ими в США до 50% объемов земляных работ, в то время как на территории постсоветского пространства уровень этот не превышает 10% . С развитием активных загрузочных устройств за рубежом более половины скреперного парка было модернизировано , что позволило устранить основной недостаток, препятствующий автономной работе скреперов .

Почти 20 лет назад в МАДИ были завершены стендовые исследования на физических моделях по воспроизведению качественно - количественной картины взаимодействия рабочих органов с породами и оценке энергоемкости различных механизмов загрузки, которыми установлено, что при послойной выемке пород наиболее эффективны для глубины [1]:

а) до 140 мм-скребковые элеваторы ;

б) от 140 до 230 мм - с двумя или четырьмя одновитковыми элеваторами ;

в) от 230 до 350 мм - с одним одновитковым или одношнековым элеватором .

Исходя из оптимальных условий мельниц первичного самоиз-мельчения обогатительных фабрик горных предприятий, до 3035% поступающей руды должно иметь кусковатость + 100- 350 мм. При использовании конусных дробилок на средней стадии дробления наибольший размер исходного сырья до 300 мм охватывает 22% моделей дробилок, до 250 мм - 33%, до 200 мм - 44% и до 150 мм- 66% . Основная задача послойной подготовки скальных пород к выемке может быть решена путем механического разрушения рыхлителями активного действия. Опытная эксплуа-

тация такого рыхлителя на базе трактора Т-500 при рыхлении известняков и доломитов с коэффициентом крепости по шкале М.М. Прото - дьяконова до 9-12 показала возможность дробления пород до размеров куска 150-300 мм. Таким образом , анализ показывает , что в качестве базовых машин из отечественных колесных скреперов могут выступать скреперы ДЗ - 13Б (вместимость ковша 16 м3 , наибольшее заглубление 200 мм) для оснащения элеваторами по варианту "б" и ДЗ - 107 (вместимость ковша 25 м3, наибольшее заглубление 400 мм) - по варианту "в".

Стремление перенести основной объем подготовки пород в забой и максимально разгрузить первую стадию дробления на ДСФ(ОФ) позволило принять в качестве экспериментальной машины самоходный скрепер ДЗ -13Б на одноосном тягаче БелАЗ -7422 мощностью двигателя 276 кВт. Привод вертикальных шнеков, расположенных вдоль режущих ножей ковша, предусмотрено осуществлять индивидуальными гидромоторами и планетарными редукторами (рис. 1). Конструкция шнеков с диаметром 110 0мм высотой витка 500 мм отличается простотой, высокой жесткостью и технологичностью. Трудоемкость изготовления, технического обслуживания и ремонта их значительно ниже, чем у скребковых элеваторов. Большой опыт эксплуатации шнеков, используемых в качестве транспортирующих средств на горнообогатительных предприятиях свидетельствует об их высокой

Рис. 1. Общий вид скрепера со шнековой загрузкой на базе самоходного скрепера ДЗ -13Б

Рис. 2. Заполнение ковша скрепера двухшнековым элеватором

надежности. Другим преимуществом шнековой загрузки является возможность установки загрузочного оборудования на базовый скрепер с незначительной доработкой его конструкции.

Испытания скрепера с двумя одновитковыми шнеками на разработке мергеля (значение плотности по ударнику ДорНИИ С = 13 - 96) показали необходимость повышения скорости вращения шнеков, в связи с чем напорные магистрали гидромоторов привода шнеков соединялись с насосами рабочего оборудования, имеющими большую на 2530% производительность. Это позволило увеличить частоту вращения шнеков с 30 до 39 об/мин (на 30%), сократить путь набора на 7,7% (с 78 до72м ), а время набора на 7,9% (со 115 до 106 с). С увеличением частоты вращения шнеков, хотя и более интенсивно стал заполняться ковш, в обоих случаях объем загрузки не превысил 12 м3, что на 16-20% не обеспечивает полную грузоподъемность машины.

Опробование элеватора из четырех одновитковых шнеков, второй ряд которых попарно связан с первым с помощью цепных передач , показало стабилизацию загрузки ковша в объеме 10-11

3

м при аналогичном пути и времени набора. При этом в такой конструкции создаются дополнительные усилия, препятствующие выгрузке пород из ковша.

Увеличение винтовой поверхности в 2 раза (т.е. до двух витков) высотой до 1000 мм в двухшнековой конструкции загрузочного устройства при час-

Рис. 3. Трудоемкость послойной выемки предварительно разрушенных пород и транспортировки различным горнотранспортным оборудованием : 1 - бульдозер + погрузочник + автосамосвал; 2 - самоходный скрепер + трактор - толкач; 3-скрепер со шнековой загрузкой

тоте вращения шнеков 30 об/мин позволило увеличить объем загрузки ковша до 19 м3 за 106 с при сокращении пути набора до 62 м (рис. 2). Данная конструкция обеспечивает повышение интенсивности загрузки ковша по геометрической вместимости более чем в 1,5 раза, а с учетом сокращения пути набора - в 1,84 раза по сравнению с двухшнековым одновитковым элеватором. При этом гарантируется полная загрузка ковша согласно грузоподъемности скрепера равной 30т, поскольку объемная масса скальных пород составляет не

менее 2,4т/м3. Данные опытнопромышленных испытаний самоходного скрепера со шнековой загрузкой, позволили провести сравнение по выемке и транспортировке предварительно разрыхленных пород со следующими землеройно - транспортными машинами:

- самоходный скрепер ДЗ -13Б + трактор-толкач;

- бульдозер Д - 355 + погрузчик РС - 570 + автосамосвал БелАЗ - 540А;

Анализ показывает (рис. 3), что трудоемкость выполнения работ серийным скрепером с

трактором - толкачем на 15-30% выше по сравнению с автономной эксплуатацией скрепера со шнековой загрузкой. По сравнению с комплексом "бульдозер + погрузчик + автосамосвал" область рационального применения новой машины достигает 2,5 км, а с учетом поправок на 15-20% экспериментальных данных, полученных на разработке пород в целике, область эта расширяется до 3,0 км. Трудоемкость выполнения работ напрямую связана с интенсивностью погашения уступов (запасов). Поэтому можно констатировать, что применение скреперов со шнековой загрузкой обеспечивает интенсификацию производства по сравнению с существующими комплексами в пределах установленных границ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Современные скреперы с механизированной загрузкой: Обзорная информация / Баловнев В. И., Ронинсон Э.Г., Толмачев А. Н. и др. Серия 2 "Дорожные машины", выпуск 3, - М., ЦНИИТЭстроймаш, 1990, - 42 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Комаров Евгений Иванович- доцент, Московский государственный открытый университет.

ных над вращающейся чашей и механически с ней несвязанных. Характер этого движения определяется силовым воздействием на верхние слои материала, движущегося совместно с рабочим органом мельницы. При этом решающее влияние имеет частота вращения ротора, определяющая тот или иной скоростной режим.[1] В первом

В скоростном режиме без цирку-

ращение п°л°г° чаше°бразн°г° ротора будет ляции в вертикальном направлении конструкция са-

инициировать взаимн°е перемещение сё°ев мого рабочего органа не имеет, по нашему мнению,

внутримельничн°г° заполнения, расп°л°жен- решающего значения. В режиме же динамического

© М.В. Гегелашвили, Т.Г. Мелоев,

2003

УЛК 66.02

М.В. Гегелашвили, Т.Г. Мелоев

ВЛИЯНИЕ РОТОРА НА НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗМЕЛЬЧАЕМОГО МАТЕРИАЛА В МЕЛЬНИЦЕ ЛИНАМИЧЕСКОГО САМОИЗМЕЛЬЧЕНИЯ