Перспективы комбинированного транспорта на угольных карьерах Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Из примера следует, что при взятых за основу стоимостных показателях затраты на 1 пог. м заходки (2400 м3) во втором случае на 11 979 руб. меньше, что при отработке 1 км фронта горных работ обеспечит экономию примерно 30,0 млн руб. Полученые результаты позволяют утверждать, что использование слоево-

1. Рубан АД. Направления совершенствования технологической базы угольной промышленности. Уголь. -№ 2. - 2001.

2. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. - М.: Недра, 1968.

3. Ческидов В.И., Печенихин С.П., Росова Т.И. Аналитический способ определения коэффициента переэкс-кавации при бестранспортной отработке пологих пластов. - Кемерово, Межвузовский сборник «Разработка

го коэффициента переэкскавации для определения мощности бестранспортной вскрыши при комбинированной отработке горизонтальных и пологопадающих пластовых месторождений может обеспечить повышение экономичности их разработки.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

угольных месторождений открытым способом». - № 6. -1977.

4. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. Официальное издание. - М.: 1994

5. Трубецкой К.Н., Краснянский Г.Л., Хронин В.В. Проектирование карьеров. - М.: Издательство Академии горных наук. - 2001. - т.1 и 2.

— Коротко об авторах ------------------------------------------------------------------

Ческидов Владимир Иванович - кандидат технических наук, зав. лабораторией «Открытая геотехнология», Васильев Евгений Иванович - кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник,

Институт горного дела СО РАН.

-------------------------------------- © О.Б. Кортелев, С.Г. Молотилов,

В.К. Норри, 2005

УДК 622.271.5

О.Б. Кортелев, С.Г. Молотилов, В.К. Норри

ПЕРСПЕКТИВЫ КОМБИНИРОВАННОГО ТРАНСПОРТА НА УГОЛЬНЫХ КАРЬЕРАХ

Семинар №12

азвитие открытого способа разработки угольных месторождений сопровождается ростом глубины карьеров, что вызывает увеличение грузоперевозок и доли скальных пород в общем объеме извлекаемой горной массы. При этом уменьшаются параметры ра-

бочей зоны карьера, увеличиваются темпы уг-лубки горных работ. В связи с этим через 10-15 лет изменяются схемы и конструкции транспортных коммуникаций.

Установлено, что капитальные затраты на транспорт составляют 60-65 всех затрат на

строительство и поддержание производственной мощности карьера, а эксплуатационные расходы (по мере углубления горных работ) возрастают с 40-45 в начале работ до 70-80 общих затрат при отработке глубинных горизонтов [1]. В этих условиях транспорт приобретает решающее значение и поэтому успешное решение транспортных проблем приводит к повышению эффективности эксплуатации глубоких карьеров.

Известно одновременное использование нескольких независимо работающих видов транспорта в различных зонах карьера (зо-альное применение) и поочередное их использование на различных этапах разработки месторождения, когда новый вид транспорта полностью заменяет ранее применявшийся (поэтапное применение) [2].

При поэтапном развитии карьера осуществляется переход на принципиально новые схемы транспорта или принимаются локальные решения по отдельным его видам с целью увеличения производительности или обеспечения стабильности работы транспорта с глубиной. Поэтапное развитие карьера и транспорта должно предусматривать необходимое опережение вскрыши, своевременное приведение бортов карьера в устойчивое положение, создание требуемых размеров рабочих площадок, транспортных берм. Несоблюдение этих условий приводит к затруднению, а иногда и к невозможности применения наиболее целесообразного на данном этапе вида транспорта.

Необходимость использования нескольких видов транспорта становится особенно очевидной при значительной глубине разработки. Процесс транспортирования горной массы при комбинациях видов транспорта осуществляется путем устройства перегрузочных пунктов для перемещения горной массы из одного вида транспорта в другой. При этом каждый вид транспорта работает в наиболее удобных и выгодных для него условиях, чем достигается наибольшая технико-экономическая эффективность транспортного процесса.

В настоящее время в рудной промышленности, где большинство карьеров (около 65) относятся к разряду глубоких, распространено зональное и поэтапное применение, как основных видов карьерного транспорта, так и их комбинаций.

При этом комбинированным транспортом выполняется около 30 всех перевозок, а в перспективе на его долю будет приходиться более 50 объемов. На карьерах железорудной отрасли применяются комбинации автомобильного транспорта с железнодорожным, конвейерным и скиповым, а также сочетания железнодорожного транспорта с конвейерным и автомобильно-конвейерным транспортом.

В угольной промышленности, где более 80 карьеров имеют глубину менее 150 м, распространено зональное и поэтапное применение автомобильного и железнодорожного видов транспорта. Удельный вес комбинированного транспорта составляет около 3,5 от общего объема транспортной вскрыши Кузбасса. Малый объем перевозок комбинированным транспортом объясняется не только спецификой горно-геологических условий залегания угольных пластов и относительно небольшой глубиной разрезов, но и рядом субъективных факторов.

Анализ показывает, что применение комбинированного автомобильно-железнодорож-

ного транспорта наиболее целесообразно:

• на карьерах с большим объемом горной массы и значительным расстоянием транспортирования на поверхности, когда применение только железнодорожного транспорта вызывает резкое снижение производи-тельности погрузочно-транспортного комплекса оборудования и рост стоимости перевозок с увеличением глубины;

• при ограниченных размерах карьера на нижних горизонтах, не позволяющих укладывать железнодорожные пути с допустимыми уклонами и радиусами кривых;

• при сложном залегании полезного ископаемого, (например, когда требуется селективная выемка);

• когда по условиям транспорта не обеспечивается своевременная подготовка новых рабочих горизонтов.

Опыт работы глубоких карьеров, практика проектирования и научные исследования показывают, что переход на комбинированный автомобильно-железнодорожный транс-порт целесообразно производить после глубины карьера 60-80 м.

Комбинированный автомобильно-железнодорожный транспорт обладает следующими преимуществами по сравнению с железнодорожным транспортом:

• в 1,1-1,4 раза повышается производительность экскаваторов за счет увеличения на 10-20 % коэффициента обеспечения забоя порожняком и сокращения на 50-100 % неплани-руемых простоев, вызванных авариями и ремонтом путей;

• в 1,3-1,8 раза повышается производительность локомотивосоставов за счет сокращения на 10-15 % расстояния транспортирования, увеличения на 10-20 % средней скорости движения, на 30-50 % - интенсивности погрузки и на 10-20 % веса поезда;

• на 20-25% повышается эксплутацион-ная надежность железнодорожного транспорта;

• на 50-60% сокращается численность трудящихся, занятых на работах по содержанию и передвижке путей и на 20-25 % - работников службы тяги и депо;

• на 35-45 % снижается стоимость перевозок горной массы;

• на 35-45 % снижаются капитальные затраты на железнодорожный транспорт за счет упрощения схем электроснабжения и путевого развития, исключения ряда погрузочных пунктов с разъездами и соединительными путями, сокращения количества рабочих составов;

• повышается интенсивность ведения горных работ - увеличение годовых объемов производства в 1,2-1,3 раза, рост темпов углубления горных работ в 2,0-2,5 раза, сокращение текущего коэффициента вскрыши в 1,2-1,5 раза.

В последнее время наряду с комбинацией автомобильно-железнодорожного транспорта

много внимания уделяется комбинациям ко-вейерного и других видов транспорта.

Основные преимущества конвейерного транспорта по сравнению с традиционными автомобильным и железнодорожным следующие: улучшение показателей ресурсосбережения, возможность перемещения горной массы при углах наклона трассы 16 -18°, работа в автоматическом режиме, высокая производительность и экологичность. Наилучшие технико-экономи-ческие показатели конвейерный транспорт имеет при годовых объемах перевозок 10-20 млн м3 и более, расстояниях транспортирования до 5 км, при разработке больших и ограниченных по площади месторождений с прямолинейным фронтом работ.

К недостаткам конвейерного транспорта относятся: жесткие требования к влажности и кусковатости материала (размеры куска не должны превышать 400-500 мм), зависимость от климатических условий, относительно высокая энергоемкость, повышенные требования к надежности. Кроме того, неэффективно применение конвейерного транспорта при малых грузопотоках.

Наибольшее распространение конвейерный транспорт получил в рудной промышленности в схемах поточной технологии с использованием роторных экскаваторов на карьерах Нико-поль-марганцевого бассейна, Курской магнитной аномалии и в схемах циклично-поточной технологии с использованием одноковшовых экскаваторов на карьерах черной и цветной металлургии.

В угольной промышленности собственно конвейерным транспортом перемещается немногим более 6 % угля и 0,1 % транспортной вскрыши. Применение поточной технологии с использованием роторных экскаваторов (комплексов) ЭР-1250 производительностью 1150 м3/час в плотном теле, ленточных конвейеров и отвалообразователя для разработки передового уступа, содержащего глинистые породы, исчерпывается транспортным комплексом на разрезе «Широкий» (Дальний Восток) и

вскрышным комплексом ЭРП-5250 ВС с транспортно-отвальным оборудованием на разрезе Березовском Канско-Ачинского бассейна, разрабатывающего уступы, представленные глинами.

Опыт, накопленный в области конвейеризации транспорта в отечественной и зарубежной практике, дает основание считать возможным его эффективное применение в Сибири и в восточных районах нашей страны. К настоящему времени проведены теоретические, экспериментальные и проектные работы по исследованию возможностей использования конвейерного транспорта для условий основных горнодобывающих отраслей и регионов. Результаты исследований свидетельствуют о том, что применение современных средств конвейерного транспорта и устройств для предварительного дробления скальных пород, позволяет транспортировать их с большой глубины.

Большие перспективы имеют схемы с комбинациями конвейерного и других видов транспорта. Так, на нижних горизонтах глубоких карьеров может получить распространение циклично-поточная технология с комбиниро-

ванными видами транспорта - конвейерного в сочетании с автомобильным и железнодорожным транспортом. Наиболь-ший удельный вес будет занимать автомобильно-конвейерный

транспорт, характерной особенностью которого является сочетание непрерывности перемещения горной массы конвейерами, работающими под большим уклоном, с высокопроизводительными транс-портными средствами, работающими эффек-тивно на коротком расстоянии.

В настоящее время комбинированный автомобильно-конвейерный транспорт получил распространение на ряде карьеров черной и цветной металлургии (карьеры Криворожского бассейна, Навоинского горно-металлурги-ческого комбината и др.). В угольной отрасли этот вид транспорта пока не применяется.

Исследованиями и проектными проработками установлено, что ввод комбинированного автомобильно-конвейерного транспорта на глубоких карьерах (350 м и более) экономически целесообразен при глубине разработки 80-150 м и более, в зависимости от горнотехнических условий. При переходе от железнодорожного транспорта к комбинированному, карьеры, имеющие развитую сеть железнодорожных коммуникаций на верхних горизонтах и на поверхности, могут эффективно применять и трехзвенные схемы - автомобильно-конвейерно-желез-нодорожный транспорт.

Применение комбинированного автомобильно-конвейерного транспорта наиболее целесообразно в следующих условиях:

• при больших грузопотоках и достижении значительной глубины разработки, увеличении расстояния перемещения грузов, невозможности размещения конвейерных линий на нижних горизонтах;

• при сложном залегании полезного ископаемого, ограниченной длине разрабатываемых криволинейных забоев;

1. Васильев М.В., Яковлев В.А. Научные основы проектирования карьерного транспорта. - М.: Наука, 1972, с. 185.

• при наличии крепких пород и руд, требующих дробления и разрушения негабаритных кусков;

• при большой длине транспортирования на поверхности, отличающейся сложной

гипсометрией, и необходимостью преодоления препятствий.

Основные преимущества комбинированного автомобильно-конвейерного транспорта заключаются в следующем:

• появляется возможность перемещения горной массы на поверхность под большим уклоном, чем при автомобильном и железнодорожном транспорте,

• в связи с сокращением транспортирования конвейерный транспорт мало чувствителен к глубине разработки (при углубке на 100 м стоимость транспортирования увеличивается на 5-6 %, в то время как при железнодорожном транспорте она возрастает в 1,6-1,7 раза);

• уменьшается разнос бортов карьера и траншей, что сокращает объем горных работ;

• за счет конвейерного звена в пять раз и более раз повышается производительность труда по сравнению с железнодорожным транспортом;

• появляется возможность полной автоматизации технологических процессов и сокращения ручного труда.

Перечисленные преимущества комбинированного автомобильно-конвейерного транспорта позволяют при применении его в схемах ЦПТ на карьерах снизить себестоимость добычи на 15-20 % и увеличить производительность труда рабочего по карьеру в 1,5-2,0 раза.

Таким образом, использование комбинаций различных видов транспорта при разработке угольных месторождений Сибири позволит разрешать транспортные проблемы и повысит эффективность открытой добычи угля.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. Васильев М.В. Повышение эффективности действующих видов карьерного транспорта с возрастанием глубины карьеров. / Проблемы разработки горизонтов глубоких каьеров/ - Киев: Наукова думка, 1982, с. 27-33.

— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------------------------

Кортелев Олег Борисович - доктор технических наук, главный научный сотрудник лаборатории открытой геотехнологии,

Мотовилов С.Г. - старший научный сотрудник лаборатории открытой геотехнологии,

Норри В.К. - старший научный сотрудник лаборатории открытой геотехнологии,

ИГД СО РАН.