CC BY
67
УДК 622.271.32
В.В.ИВАНОВ, канд. техн. наук, ассистент, vladimirivanov@inbox. ru А.А.ФАУЛЬ, аспирант, alixandelli@mail.ru А.Н.КУЗНЕЦОВ, студент, admik@bk. ru Санкт-Петербургский государственный горный университет
V.V.IVANOV, PhD in eng. sc., assistant lecturer, vladimirivanov@inbox. ru A.A.FAUL, post-graduate student, alixandelli@mail.ru A.N.KUZNETSOV, student, admik@bk.ru Saint Petersburg State Mining University
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ДОБЫЧИ ЩЕБНЯ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ПЕРЕДВИЖНЫХ ДРОБИЛЬНО-СОРТИРОВОЧНЫХ
КОМПЛЕКСОВ
Рассмотрены варианты технологических схем добычи щебня открытым способом с использованием мобильных дробильно-сортировочных агрегатов. Предложены мероприятия по повышению безопасности ведения открытых горных работ, а также способы увеличения производительности карьеров по готовой продукции путем изменения технологических схем и сокращения числа передвижек мобильных дробильно-сортировочных комплексов.
Ключевые слова: месторождение, карьер, экскаватор, дробильно-сортировочная установка, щебень, технология, добыча, производительность.
RATIONALE FOR CHOICE OF TECHNOLOGICAL SCHEMES OF PRODUCING AGGREGATES BY OPEN-CAST MINE WITH MOBILE CRUSHING AND GRADING COMPLEX
Variants of technological schemes of aggregates production by open-cast mine with mobile crushing and grading units is described. The measures to improve safety in open-cast mining are offered, and also ways to increase productivity of open-cast mines by changing the technological schemes and reducing the number of movements of mobile crushing and screening units.
Key words, deposit, open-cast mine, excavator, crushing and screening plant, aggregates, technology, production, productivity.
Наибольшее распространение на карьерах по добыче щебня получил экскаватор-но-автомобильный комплекс оборудования, а в качестве основного средства подготовки горных пород к выемке применяется буровзрывное рыхление. При условии проведения качественного дробления пород взрывом для погрузки горной массы в автосамосвалы вместо экскаватора могут быть использованы погрузчики, применение которых особенно эффективно при неболь-
98
ших высотах уступов или в пониженных зонах развала горной породы*.
В последнее время все больший интерес у производителей щебня вызывают передвижные дробильно-сортировочные установки, которые позволяют сократить количество перегрузок и транспортировок сырья от забоя
* ЧирковА.С. Добыча и переработка строительных горных пород, М., 2001. 623 с.
Chirkov A.S. Extraction and processing of building rocks, Moscow, 2001. 623 p.
ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т.195
к стационарным дробильно-сортировочным заводам, и соответственно снизить себестоимость добычи полезного ископаемого.
Сегодня в мире мобильные установки вполне успешно заменяют стационарные дробильные комплексы. Применительно к производству щебня это справедливо лишь для предприятий с малыми объемами переработки горной массы. На крупных предприятиях традиционно используют более мощные стационарные комплексы с высокой единичной мощностью горнотранспортного и дробильно-сортировоч-ного оборудования.
Изучая проблему поиска эффективной технологической схемы применения мобильных дробильных комплексов, обнаруживается, что в широком кругу профильной отечественной литературы приведены лишь самые основные способы отработки месторождений с их использованием. При фактическом же применении мобильных дробильных комплексов в карьере зачастую возникают вопросы о рациональности, эффективности применения данных схем на конкретных предприятиях.
а
Учитывая специфику современной рыночной экономики, когда ошибочные решения об основных капитальных вложениях могут привести к банкротству предприятия, научное обоснование и систематизация технологических схем ведения открытых горных работ на карьерах по добыче щебня с использованием мобильных дробильных комплексов и рекомендаций по их применению особенно важны для потенциальных инвесторов.
Технологические схемы добычи щебня открытым способом могут включать использование мобильных дробильно-сортировоч-ных установок, в состав которых могут входить грохота, необходимые для сортировки продукции по фракциям, для разных стадий давления и комбинаций. Передвижные дро-бильно-сортировочные установки располагают около выемочного забоя, чтобы вы-емочно-погрузочное оборудование осуществляло загрузку без дополнительных перемещений. Погрузка подготовленной горной массы обычно производится одноковшовым гидравлическим экскаватором, механической лопатой или фронтальным погрузчиком (рис.1) непосредственно в приемный-
• 11 • 11 • I
ВО-
II м II И И III
]К
3
Рис. 1. Цикличная схема разработки скальных горных пород при применении в качестве выемочно-погрузочного оборудования: одноковшового экскаватора (а) и дизельного погрузчика (б) 1 - колесный погрузчик; 2 - мобильный дробильно-сортировочный комплекс; 3 - автосамосвал; 4 - экскаватор
Санкт-Петербург. 2012
4
1
3
б
2
1
IIIIIIIIIIIIIIIIIIII
шг
L
ШС
Рис.2. Цикличная схема разработки при загрузке дробильного агрегата с верхней площадки подступа
Условные обозначения см. на рис. 1
..1 ""Т
4 Цвэ-^---е^уН" ■Н- ■Н- ■н- ■н- ■н- щ
- 2
/
Рис.3. Цикличная схема разработки при использовании погрузчика в качестве добычного и погрузочного механизма
Условные обозначения см.на рис.1
4
2
1
1
3
бункер дробилки. Транспортирование раздробленной горной массы на склад или на стационарный или полустационарный дро-бильно-сортировочный завод осуществляется при помощи автосамосвалов. Такая схема может обеспечивать производительность предприятия более 1 млн т в год.
Чтобы обеспечить машинисту экскаватора обзор приемного бункера дробильного агрегата, экскаватор можно устанавливать на верхней площадке подуступа при условии соблюдения мер безопасности ведения выемочно-погрузочных работ в забое [2]. Высота подуступа выбирается, исходя из габаритных параметров приемного бункера самоходного агрегата и погрузочного механизма (рис.2).
Для сокращения количества передвижек мобильного дробильно-сортировоч-ного комплекса можно использовать в качестве добычного и погрузочного механизма колесный погрузчик, который будет
осуществлять выемку горной массы из разрыхленного массива, а также производить загрузку транспортных сосудов горной породой, которая уже была отсортирована (рис.3). Для того чтобы не допустить простоев мобильного дробильно-сортировоч-ного комплекса и транспортных средств, погрузчик должен обладать значительной производительностью, а если это невозможно, то в технологическую схему добавляется еще один погрузчик.
В технологической схеме, при которой колесный погрузчик доставляет в забой экскаватора раздробленную взрывом горную массу, обеспечивая отработку блока и меньшее количество передвижек комплекса экскаватор - мобильный дро-бильно-сортировочный агрегат, длина добычного фронта ограничена рациональной длиной транспортирования взорванной горной массы погрузчиком в забой экскаватора.
ищ ¡щи
1
\
птптгт
т
ю-
Рис.4. Технологическая схема разработки с центральным расположением комплекса экскаватор - мобильный
дробильно-сортировочный агрегат Условные обозначения см. на рис. 1
4
1
2
3
3
(| II | II | II | II |
3 ^ ............■ 2
\
Рис.5. Технологическая схема разработки с понижением высоты развала при помощи бульдозера
Условные обозначения см. на рис.1
Для увеличения длины добычного фронта и сокращения количества передвижек комплекса экскаватор - мобильный дро-бильно-сортировочный агрегат экскаватор начинает отрабатывать взорванный блок с его середины, а взорванная горная масса с обеих сторон доставляется в забой экскаватора погрузчиком (рис.4).
Применение в качестве добычного и погрузочного оборудования колесного погрузчика накладывает некоторые ограничения по высоте отрабатываемых уступов (рис.5). Располагаясь на верхней площадке
выемочной заходки, бульдозер расширяет ее, сталкивая горную массу из верхней части уступа или развала в сторону выработанного пространства.
Производительность горно-добывающих предприятий, использующих при добыче полезного ископаемого мобильные дробильно-сортировочные агрегаты, напрямую зависит от их сменной производительности, в том числе от числа передвижек комплекса. Сменная производительность мобильного дробильно-сортировоч-ного агрегата
-101
Санкт-Петербург. 2012
Q = QT
Х-'СМ Х-'Э см
t Q
перХ-'Э
4ах hy L6 *р у
где 0э - эксплуатационная производительность агрегата, м3/ч; Тсм - продолжительность рабочей смены, ч; ^ер - время, затрачиваемое на одну перестановку комплекса, ч; Азах - ширина отрабатываемой заходки, м; ^ - высота отрабатываемого уступа, м; Lб -длина экскаваторного блока, отрабатываемого за одну стоянку комплекса, м; Кр - коэффициент разрыхления горной массы при загрузке комплекса.
Снижения количества передвижек мобильной дробильно-сортировочной установки можно достигнуть, увеличив ширину заходки экскаватора и высоту отрабатываемого уступа, который разбивают по высоте на подуступы и ведут выемку одновременно верхним и нижним черпанием. Ширину выемочной заходки можно увеличить, разместив мобильный дробильно-сор-тировочный агрегат в центре заходки. Исследования проводились в рамках реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.».
1
