Научная статья на тему 'Некоторые вопросы разработки шахтных подъемных машин нового поколения и проектирования на их основе комплексов подъемов'

Некоторые вопросы разработки шахтных подъемных машин нового поколения и проектирования на их основе комплексов подъемов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
363
80
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ШАХТНЫЕ ПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ / МНОГОКАНАТНЫЙ ПОДЪЕМ / НАЗЕМНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ МАШИН / КОНСТРУКТИВНОЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ / MINE WINDERS / MULTIPLE-ROPE HOIST / SURFACE LOCATION OF MACHINES / STRUCTURAL IMPROVEMENT

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Попов Юрий Владимирович, Тимухин Сергей Андреевич, Сайпуллаев Абдурашид Абдулабекович, Касимов Амир Аухатович, Некрасов Никита Юрьевич

Дается краткий анализ сложившейся ситуации в области разработки и производства шахтных подъемных машин в РФ и странах СНГ. Отмечено перспективное направление применения наземного расположения многоканатных подъемных машин, обеспечивающего целый ряд преимуществ. Рассмотрены основные направления дальнейшего конструктивного совершенствования подъемных машин при их разработке и производстве в РФ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SOME PROBLEMS OF DEVELOPMENT OF NEW GENERATION WINDERS AND CONSTRUCTION OF HOISTING COMPLEXES ON THEIR BASIS

This article gives a brief analysis of the current situation in development and production of winders in Russia and the CIS countries. A promising direction is slected of application of surface location of multiple-rope lifting machines, providing the whole range of advantages. The main directions are considered of further structural improvement of hoists in their elaboration and production in the Russian Federation.

Текст научной работы на тему «Некоторые вопросы разработки шахтных подъемных машин нового поколения и проектирования на их основе комплексов подъемов»

ХДК 622. 673. 001

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАЗРАБОТКИ ШАХТНЫХ ПОДЪЕМНЫХ МАШИН НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ НА ИХ ОСНОВЕ КОМПЛЕКСОВ

ПОДЪЕМОВ

Ю. В. Попов, С. А. Тимухин, А. А. Сайпуллаев, А. А. Касимов, Н. Ю. Некрасов

Дается краткий анализ сложившейся ситуации в области разработки и производства шахтных подъемных машин в РФ и странах СНГ. Отмечено перспективное направление применения наземного расположения многоканатных подъемных машин, обеспечивающего целый ряд преимуществ. Рассмотрены основные направления дальнейшего конструктивного совершенствования подъемных машин при их разработке и производстве в РФ.

Ключевые слова: шахтные подъемные машины; многоканатный подъем; наземное расположение машин; конструктивное совершенствование.

Основным звеном любой подъемной установки является подъемная машина, от технического совершенства и правильного выбора которой существенно зависит эффективность работы не только подъемной установки, но и зачастую всего горного предприятия.

В настоящее время на первое место в этом вопросе поставлена максимальная эффективность конкретной подъемной машины в конкретных условиях конкретного заказчика. При этом конструкция подъемных машин должна обеспечивать максимальную безопасность и эксплуатационную надежность при минимальных затратах на техническое обслуживание, максимальную автоматизацию и точность обработки цикла.

Согласно этому, весьма актуальным становится подход, принятый в большинстве стран с развитой горнодобывающей промышленностью, а именно проектирование и изготовление индивидуальных подъемных машин для конкретных условий конкретного горнодобывающего предприятия. При этом должны максимально использоваться современные технические решения в области шахтного подъема.

Существенную роль в задачах оснащения горнодобывающей промышленности играет также реконструкция действующих подъемных установок. В настоящее время парк машин на территории СНГ в основном состоит из машин, выработавших свой назначенный

срок службы. Замена таких машин на новые влечет за собой значительные капитальные затраты, существенный простой шахты, большой объем строительных работ.

Поэтому и здесь в полной мере должен быть использован также индивидуальный подход. Новые машины должны проектироваться на современном уровне, но при этом должны обеспечивать возможность установки их на старом фундаменте с минимальным объемом строительных работ и соответственно с минимальным простоем подъемной установки.

Весьма интересна при такой реконструкции замена крупных барабанных машин наземными многоканатными, что дает возможность существенно повысить глубину подъема, а также и производительность подъемных установок.

При установке многоканатных подъемных машин на высотных отметках башенных копров значительно возрастают капитальные затраты. Усложняются монтаж и обслуживание электромеханического оборудования, расположенного в башенных копрах по сравнению с наземным расположением оборудования при одноканатном подъеме. Эксплуатационные расходы на отопление, вентиляцию и обеспыливание башенных копров превышают расходы по аналогичным статьям при одноканатном подъеме.

Отрицательными факторами являются

большая трудоемкость и сложность строительства высоких башенных копров, особенно при слабых посадочных грунтах и глубоком залегании коренных пород.

Применение наземных многоканатных машин во многом решает эти проблемы и позволяет в полной мере реализовать следующие преимущества многоканатного подъема:

- уменьшение стоимости подъемного комплекса вследствие значительного снижения расхода металла;

- сокращение строительных объемов и исключение мощного кранового оборудования для монтажа оборудования на высотных отметках башенных копров;

- значительное упрощение и удешевление фундаментов по сравнению с фундаментами башенных копров, особенно в условиях слабых и просадочных грунтов;

- упрощение монтажа и обслуживания механоэнергооборудования подъема в связи с его наземным расположением;

- сокращение эксплуатационных расходов на отопление, вентиляцию и обеспыливание зданий безбашенного комплекса по сравнению с башенным;

- упрощение строительства комплекса в связи с уменьшением высоты копров и сокращение его сроков благодаря возможности параллельного строительства копра и машинных зданий.

Наземная установка многоканатных машин в настоящее время широко распространена в странах дальнего зарубежья с развитой горнодобывающей промышленностью. На территории СНГ многоканатные подъемные машины в наземном исполнении выпускались заводом «ДОНЕЦКГОРМАШ» в виде двухканатных машин МК5Ч2. Однако эти машины использовались в основном на клетевых подъемах и несли небольшую для такого диаметра нагрузку. Существенным недостатком таких машин является необходимость применения парашютов типа ПШТП для клетевых подъемов, которые значительно сложнее парашютов ПТК, применяемых на одноканатных подъемах с барабанными машинами. Поэтому такие машины не получили широкого распространения.

Начало разработки и освоения производства многоканатных подъемных машин в на-

шей стране относится к середине 1950-х гг. Разработанный тогда ряд машин этого типа включал в себя диапазон диаметров их органов навивки от 2,1 м до 5,0 м с числом канатов от двух до восьми. Машины получили обозначение МК, например МК3,25Ч4 (многоканатная, диаметр шкива трения 3,25 м число канатов 4) [1, 2].

В 1960-1970-е гг. шло конструктивное совершенствование как самих машин, так и технологии их изготовления (НКМЗ, Украина). Они получили новое обозначение ТЦТТТ (цилиндрическая шкивная) и в соответствии с ГОСТом выпускались с числом канатов 4, 6 и 8 и диапазоном диаметров 2,1-5,0 м.

К моменту распада СССР на его шахтах и рудниках находилось в эксплуатации около 550 подъемных машин типов МК и Ц111 практически всех предусмотренных ГОСТом типоразмеров. Следует отметить их достаточно высокое конструктивное совершенство и надежность в эксплуатации.

Однако в настоящее время подъемные машины типа Ц111 (не говоря уже о МК) морально и физически устарели и требуют своей замены. Для обоснования возможности их дальнейшей эксплуатации должна проводиться экспертиза промышленной безопасности.

В современной горной промышленности России наметилась тенденция наземного расположения многоканатных машин (вместо привычного башенного) как более прогрессивного и перспективного направления [3]. Первые такие подъемные установки с участием кафедры горной механики УГГУ были спроектированы и построены на подземном руднике Гайского ГОКа. Ввиду того, что в РФ отсутствует производство подъемных машин (традиционно их производство в СССР осуществлялось на Украине) машины для Гайского ГОКа были закуплены в дальнем зарубежье (Чехия).

При разработке и освоении производства многоканатных машин в РФ необходимо, в первую очередь, проанализировать и учесть опыт, накопленный за многие десятилетия в нашей стране как в части разработки, проектирования и изготовления этих машин, так и их эксплуатации. Конечно, при этом необходим учет также и большого зарубежного опыта (Польша, Швеция, Чехия, Германия и др.).

№ 1(29), 2013

57

К основным недостаткам отечественных подъемных многоканатных машин следует отнести несовершенство их рычажно-колодочных тормозных систем, не отвечающих современным реалиям, а также использование устаревших систем приводов подъемных машин и управления ими. На эти недостатки и следует обратить особое внимание при разработке нового поколения многоканатных машин, учитывая также особенности их наземного расположения и другие значимые факторы.

В настоящее время около 90 % всех подъемных машин в РФ работают с превышенными сроками службы. Для обоснования возможности их дальнейшей эксплуатации в рамках проводимого комиссионного обследования и экспертизы промышленной безопасности на кафедре ГМ УГГУ совместно с ЗАО «Центр диагностики и экспертизы «Цветмет-наладка» были разработаны «Методические указания по определению остаточного ресур-

са шахтных подъемных машин, работающих с превышением нормативного срока эксплуатации», согласованные с Управлением государственного горного и металлургического надзора Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору [4]. По состоянию на 2010 г., согласно выполненным на основе этих указаний расчетам, было установлено, что среднестатистический остаточный ресурс машин не превышает 14 лет.

Таким образом, разработка и освоение подъемных машин в РФ является первостепенной задачей. При этом приоритетным направлением является разработка многоканатных подъемных машин, так как в связи с постоянным углублением горных работ (в настоящее время глубина шахт и рудников достигает 1000-1300 м и более), только машины данного типа могут осуществлять эффективную выдачу полезного ископаемого с такой глубины.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Братченко Б. Ф. Стационарные установки шахт. М.: Недра, 1997. 440 с.

2. Шахтные электрические лебедки и подъемные машины: справочник / А. Д. Димашко [и др.]. Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Недра, 1973. 364 с.

3. Методические указания по определению остаточного ресурса шахтных подъемных машин, работающих с превышением срока эксплуатации / Тимухин С. А. [и др.]. Екатеринбург, 2007. 24 с.

4. Попов Ю. В. Повышение эффективности комплексов многоканатных подъемов с наземным расположением подъемных машин: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. Екатеринбург, 2010. 31 с.

Поступила в редакцию 4 апреля 2013 г.

Попов Юрий Владимирович - доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой горной механики. 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30. E-mail: Yuriy.Popov@m.ursmu.ru Тимухин Сергей Андреевич - доктор технических наук, профессор кафедры горной механики. E-mail: Sergey.Timuhin@m.ursmu.ru

Сайпуллаев Абдурашид Абдулабекович - студент 4 курса кафедры горной механики. 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30. E-mail: saa210391@yandex.ru

Касимов Амир Аухатович - студент 4 курса кафедры горной механики. 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30. E-mail: Amir.Kasimov@m.ursmu.ru

Некрасов Никита Юрьевич - студент 4 курса кафедры горной механики. 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30. E-mail: Nikita.Nekrasov@m.ursmu.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.