CC BY
58
УДК 622.271
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВИБРОТЕХНИКИ НА КАРЬЕРАХ
Самуил Яковлевич Левенсон
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный проспект, 54, кандидат технических наук, заведующий лабораторией вибротехники, тел. (383)217-06-76, e-mail: [email protected]
Людмила Ивановна Гендлина
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный проспект, 54, кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории вибротехники, тел. (383)217-06-12, e-mail: [email protected]
Владимир Михайлович Усольцев
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный проспект, 54, научный сотрудник лаборатории вибротехники, тел. (383)220-14-98
Алексей Васильевич Морозов
Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный проспект, 54, научный сотрудник лаборатории вибротехники, тел. (383)217-05-19
Предложены пути интенсификации отвальных работ с использованием горно-транспортного оборудования повышенной мощности. Рассмотрена возможность создания принципиально нового горного оборудования на основе вибрационных транспортирующих машин нового поколения.
Ключевые слова: глубокие карьеры, интенсификация, перегрузочный узел, вибрационный питатель, отвалообразователь.
USE PERSPECTIVENESS OF VIBRATION MACHINES IN OPEN PIT MINES Samuil Ya. Levenson
Chinakal Institute of Mining, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, 630091, Russia, Novosibirsk, 54 Krasny prospect, PhD Eng, Head of Vibratory Equipment Laboratory, tel. (383)217-06-76, e-mail: [email protected]
Lyudmila I. Gendlina
Chinakal Institute of Mining, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, 630091, Russia, Novosibirsk, 54 Krasny prospect, PhD Eng, Senior Researcher, Vibratory Equipment Laboratory, tel. (383)217-06-12, e-mail: [email protected]
Vladimir M. Usoltsev
Chinakal Institute of Mining, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, 630091, Russia, Novosibirsk, 54 Krasny prospect, Researcher, Vibratory Equipment Laboratory, tel. (383)220-14-98
Aleksey V. Morozov
Chinakal Institute of Mining, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences, 630091, Russia, Novosibirsk, 54 Krasny prospect, PhD Eng, Senior Researcher, Vibratory Equipment Laboratory, tel. (383)217-05-19
It is suggested to stimulate dumping by using higher capacity heavy-duty mining and haulage machinery. The authors discuss feasibility of designing of brand new mining equipment based on vibratory conveying machines of new generation.
Key words: deep open pit mines, stimulation, transfer points, vibration feeder, overburden spreader.
По мере увеличения глубины карьеров прогрессивно увеличиваются объемы вскрышных пород. В этих условиях интенсификация вскрышных работ возможна за счет внедрения горно-транспортного оборудования повышенной мощности и грузоподъемности.
При доставке вскрышных пород с нижних горизонтов месторождений целесообразно использование экскаваторов-мехлопат с объемом ковша 12,5...30,0 м и автосамосвалов грузоподъемностью не менее 110...220 тонн. [1].
Однако возможность повышения интенсивности отвальных работ за счет использования мощного оборудования (автосамосвалов и бульдозеров, имеющих значительную собственную массу) ограничена, так как прочность и устойчивость отвального массива в большинстве случаев не позволяют обеспечить его безопасную эксплуатацию при формировании породных отвалов.
Возможны два пути устранения сложившегося противоречия, связанного с интенсификацией транспортных работ на карьерах за счет роста грузоподъемности автосамосвалов.
1. Перегрузка вскрышных пород из автомобильного в другие (более безопасные) виды транспорта - железнодорожный или конвейерный.
2. Создание безопасных условий эксплуатации большегрузных автосамосвалов на породных отвалах.
Обе задачи позволяет решить принципиально новое оборудование: перегрузочные узлы с вибровыпуском и вибрационные отвалообразователи.
Вибрационные машины различного назначения применяются в ряде отраслей промышленности, в том числе - горнодобывающей.
В ИГД СО РАН накоплен опыт исследования и разработки вибрационных питателей с рабочим органом, совершающим волновые колебания.
В этих машинах исключена система упругих связей между рабочим органом, выполненным в виде сравнительно тонкого металлического листа, и основанием, что позволяет использовать их под любыми завалами горной массы, в условиях значительных динамических нагрузок, изменяющихся по величине в широком диапазоне.
Для выпуска сыпучих материалов из емкостей большого объема был создан вибропитатель «Волна-8». В результате промышленных испытаний экспериментальных образцов этих питателей подтверждена возможность применения бункеров с вибрационным выпуском в составе бункерно-экскаваторных перегрузочных пунктов для погрузки горной массы в средства железнодорожного транспорта, а также для ее перегрузки из автомобильного в железнодорожный транспорт.
Для перемещения вскрышных пород разработан вибрационный питатель ВТУ 6, упругий рабочий орган которого оборудован двумя самосинхронизирующимися инерционными вибровозбудителями.
Вибрационный отвалообразователь представляет собой конструкцию из четырех вибрационных транспортирующих устройств (питателей ВТУ-6), установленных параллельно под углом 150 к горизонту на раме с бортами и упором для колес автосамосвалов. Автосамосвал разгружается непосредственно на виброплощадку отвалообразователя, затем порода перемещается виброустройствами под откос отвала.
На рис. 1 представлен фрагмент промышленных испытаний вибрационного отвалообразователя.
Рис. 1. Фрагмент промышленных испытаний вибрационного отвалообразователя
Широкое распространение вибротехники на открытых горных работах, где необходимы транспортирующие устройства высокой производительности и грузоподъемности [2], долгие годы сдерживалось из-за отсутствия на мировом рынке достаточно простых и надежных в эксплуатации инерционных вибровозбудителей (мотор-вибраторов), генерирующих вынуждающую силу в интервале от 40 до 100 кН. Устройства, оборудованные вибровозбудителями с приводом от внешнего электродвигателя, имели недостаточную надежность из-за наличия механической передачи (клиноременной, карданной и др.).
В настоящее время производители вибрационного оборудования в России, Италии, Германии и других странах значительно обновили ассортимент и предлагают вибровозбудители с вынуждающей силой до 100 кН в широком диапазоне частот с возможностью их плавного изменения внешними и встроенными частотными преобразователями.
Эта благоприятная ситуация позволяет исследователям и разработчикам создавать принципиально новое горное оборудование на основе современных вибрационных транспортирующих машин.
Результаты исследований и промышленных испытаний оборудования были использованы при создании вибрационного отвалообразователя, соответствующего грузоподъемности современных автосамосвалов и требованиям производства. Новая технология отвалообразования с использованием вибротехники заключается в следующем: отвалообразователь размещается на предварительно спланированной горизонтальной площадке так, чтобы разгрузочный участок грузонесущего органа располагался за кромкой откоса отвального яруса. При этом нет необходимости в предохранительном породном барьере. Длина отвалообразователя обеспечивает размещение места разгрузки автосамосвала за призмой возможного обрушения. Необходимое расстояние от кромки откоса отвального яруса до места разгрузки устанавливается в соответствии с требованиями безопасности ведения работ.
Самоходный гидрофицированный вибрационный отвалообразователь для реализации предложенной технологии (рис. 2) состоит из опорной рамы 1, грузонесущего органа 2 с вибрационными транспортирующими устройствами и механизма передвижения 3.
Отвалообразователь при помощи механизма передвижения устанавливается у кромки откоса отвального яруса на спланированной горизонтальной площадке. Автосамосвал 4 (рис. 2а) задним ходом приближается к нему до контакта колес с упорами, расположенными внутри грузонесущего органа, и производится разгрузка кузова. После отхода самосвала грузонесущий орган при помощи гидроцилиндров 5 и 6 поворачивается относительно опорной рамы в положение разгрузки (рис. 2б), включаются вибрационные транспортирующие устройства, и порода перемещается под откос отвала.
а) б)
Л \ \
Рис. 2. Схема работы вибрационного отвалообразователя:
а - разгрузка самосвала; б - разгрузка отвалообразователя;
1 - опорная рама; 2 - грузонесущий орган; 3 - механизм передвижения;
4 - автосамосвал; 5, 6 - гидроцилиндры
Затем грузонесущий орган возвращается в исходное положение, и осуществляется его загрузка следующим автосамосвалом. Передвижение отвалообразователя на другую стоянку вдоль кромки отвальной емкости производится после заполнения участка под отвальной консолью (рис. 3).
В настоящее время изготовлен экспериментальный вибрационный отвалообразователь (рис. 4). Результаты его полигонных испытаний подтвердили возможность использования предложенной конструктивной схемы при создании отвалообразователей для работы с автосамосвалами грузоподъемностью до 200... 300 тонн.
Рис. 3. Схема размещения оборудования Рис. 4. Общий вид
на рабочей площадке отвала экспериментального вибрационного
отвалообразователя
Работа выполнялась при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации.
Заключение
Использование принципиально нового горного оборудования -перегрузочных узлов в виде бункеров большой емкости с вибровыпуском и самоходных отвалообразователей с принудительным вибрационным перемещением породы под откос отвала, позволяет формировать эффективные транспортные системы при вскрытии глубоких горизонтов карьеров.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Васильев Е.И., Кортелев О.Б., Норри В.К. и др. Интенсификация погрузочно-транспортных работ на карьерах // Новосибирск: Издательство СО РАН, 2000.
2. Юдин А.В., Мальцев В.А., Косолапов А.Н. Тяжелые вибрационные питатели и питатели-грохоты для горных перегрузочных систем // Екатеринбург, 2009, 402 с.
© С. Я. Левенсон, Л. И. Гендлина, В. М. Усольцев, А. В. Морозов, 2014
