Поточно-механизированный способ смешивания, погрузки и транспортирования различных марок углей с использованием комбайнов исполнительного действия Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

©.А. Таран, В.В. Лихтеивальл,

А.Э. Голланл, Ю.А. Ревнивых,

О.В. Чубин, Г.П. Сазыкин,

П.И. Белокопытов, А.Г. Смолянинов2002

УЛК 65.011.12.003.13

Э.А. Таран, В.В. Лихтеивальл, А.Э. Голланл,

Ю.А. Ревнивых, О.В. Чубин, Г.П. Сазыкин,

П.И. Белокопытов, А.Г. Смолянинов

ПОТОЧНО-МЕХАНИЗИРОВАННЫЙ СПОСОБ СМЕШИВАНИЯ, ПОГРУЗКИ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ МАРОК УГЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМБАЙНОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

Из существующих способов смешивания углей наиболее высокопроизводительным является роторный способ с использованием роторных машин различных модификаций. Многократное увеличение производительности роторных установок обуславливается совмещением рабочих операций экскавации и перемещения горной массы во времени при одинаковых мощностях экскавации. Производительность роторных установок колеблется от 200 до 19000 м3/час по разрыхленной горной массе и зависит от конструкций машин и условий эксплуатации.

Принцип смешивания различных углей роторными установками заключается в непрерывном поточном действии исполнительного многочерпакового органа, который расположен на выносной стреле, и одновременном транспортировании смеси горной массы по системе конвейеров на погрузочный пункт.

Однако использование роторных экскаваторов при объемах экскавации углей до 1,5-2,0-х млн т в год экономически нецелесообразно по следующим причинам:

- относительно высокая стоимость установок;

- необходимость использования энергии высокого напряжения 6000 В;

- высокая энергоемкость оборудования;

- сезонность работы по климатическим условиям;

- громозкость оборудования установок и ограниченность площади размещения установок на технологическом комплексе угольных складов,

Анализ технико-экономических параметров как отечественных, так и зарубежных углесмесительных комплексов, обеспе-

чивающих смешивание различных марок углей, транспортирование и погрузку смеси горной массы, показывает их высокую стоимость и, как следствие, низкую рентабельность производства и значительный срок окупаемости вложенных средств.

В настоящее время в условиях жесткой экономической конкуренции необходимы альтернативные по стоимостным и техническим параметрам варианты способов углесмешивания и транспортирования горной массы, особенно для регионов, расположенных в трудных климатических и приравненных к ним условиях.

В качестве одного из вариантов нам представляется эффективным способ по-точно-механи-зированного смешивания углей, основанный на применении мобильных механизированных комбайнов избирательного действия и породопогрузочных машин с навесным смесительным органом. Совмещение процессов углесмешивания, погрузки и транспортирования выгодно отличает его от других многооперационных технологий.

Типовой ряд механизированных комбайнов: ПК-3Р, ГПКС, 4ПП-2М, 4ПП-5, КП-25, П-160;. типовой ряд погрузочных машин: 1ПНБ-2, 2ПНБ-2, МПН-3, ПНБЗД-2М. В таблице приведены технические характеристики наиболее распространенной отечественной углепогрузочной техники.

На рис. 1-4 представлены технологические схемы блока усреднения качества углей и транспорта смеси горной массы. Угольный склад формируется в штабель смешиваемых углей (6), которые по заданным качественным характеристикам и количественным параметрам послойно размещаются на площади

Рис. 1. Челноковая схема комбайнового смешивания и погрузки угля

Рис. 2

Рис. 3. Поточно-механизированная схема комбайнового смешивания и погрузки угля

склада. Смешивание слоев углей производится стреловидным исполнительным органом, оснащенным конической, шаровой или цилиндрической резцовой коронкой со ступенчатыми резцами; погрузка смеси осуществляется на питатель нагребающей части комбайна (3) и транспортируется по комбайновому погрузчику с поворотным конвейером на фронтальный участковый конвейер (2). Далее угольная смесь транспортируется по передвижному конвейеру, став которого закреплен на металлической площадке, фронтально штабелю смешиваемых углей. Приводные и хвостовые элементы конвейера жестко закреплены на передвижных платформах (1), которые обеспечивают перемещение конвейера фронтально забою по рельсовым направляющим (4). После челноковой выемки углей комбайном на ширину захвата

(рис. 1,2) фронтальный конвейер перемещается к груди забоя. Последующее транспортирование смеси по системе ленточных конвейеров (5, 7) обеспечивает достаточно высокую производительность углесмесительного комплекса (до 0,8-1,0 млн т в год на один комбайн).

Раздельный привод гусениц ходовой части комбайна обеспечивает высокую маневренность, скорость передвижения (до 6,8 м/мин) и удобство в управлении комбайном, что позволяет значительно сократить время и трудоемкость непроизводительных концевых операций по развороту комбайна и других вспомогательных работ: перемонтаж кабеля, зачистка дорожки и подготовка перегружателя комбайна. Концевые операции и передвижка забойного конвейера совмещены во времени.

Более того, конструкция стреловидного исполнительного органа предусматривает телескопическое выдвижение коронки, что позволяет увеличить площадь обрабатываемого забоя и использовать исполнительный орган не только как смеситель углей, но и как подгрузчик горной массы.

Порядок работы исполнительного органа комбайна по смешиванию, выемке и погрузке смеси углей определяется расчетным и опытным путем, исходя из технических возможностей машин. Применение программно-дистанционного управления (ПДУ) основными операциями позволяет стабилизировать качество усреднения; вывести рабочего, обслуживающего машину, из зоны опасного зависания слоев углей в призабойном пространстве; создать безопасные и комфортные условия производства.

На рис. 3, 4 представлена поточная схема комбайнового смешивания углей. При данной схеме комбайн производит локальную выемку углей и погрузку смеси на забойный ленточный конвейер в технически возможной зоне маневренности машин от 8,0 до 13,0 м от забойного конвейера. А при ис-

консольных, мостовых и прицепных), предназначенных для перегрузки горной массы от комбайна на забойный либо основной транспортный конвейер, обрабатываемая площадь выемки значительно увеличивается. После выемки полосы угольного штабе-

ля забойный конвейер передвигается к груди забоя. Одновременно выполняются концевые операции цикла выемки горной массы. И технологический цикл повторяется вновь до полного извлечения объема углей из штабеля.

Технология работ по этой схеме позволяет:

- сократить трудоемкость передвижки забойного конвейера в 1,5-2,0 раза;

- сократить трудоемкость перемонтажа кабеля комбайна;

- использовать в одновременной работе нескольких выемочных машин по всему фронту

угольного склада, что значительно увеличивает интенсивность нагрузки на углесмесительный комплекс.

Тип и производительность системы транспортирующих конвейеров выбираются исходя из макси-

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОМБАЙНОВ И ПОГРУЗОЧНЫХ МАШИН.

Наименование показателей Ед. измерения ГПКС 4ПП5 ПК-25 П160 1ПНБ2 2ПНБ2 мпн ПНБЗД2

Техническая производительность: - по выемке угля в целике; - по погрузке разрыхленной угольной массы т/мин 2,0 3,0 4,8 7,0 2,4 3,6 2.3 3.4 2,0 3,2 4,2 6,0

Размеры фронта выемки: - площадь сечения, - высота, - ширина м2 м м 6-17 4,0 4,7 14-36 5,0 6,5 7-25 4,7 5,5 9-33 5,3 7,6 - - - -

Частота вращения коронки об./мин 55 55 55 47,6 - - -

Ширина питателя м 3,12 4,60 4,50 5,54 1,80 2,00 2,50 2,7

Число качаний лап кач./мин 29 33 29 33 32 32 32 32

Скорость движения скребковой цепи м/сек 1,0 1,2 1,0 0,85 1,0 1,0 1,0 1,0

Ширина желоба мм 450 450 650 650 550 650 650 650

Скорость движения комбайна м/мин 6,8 2,0 6,4 2,15 10,2 9,0 10,0 10,0

Удельное давление на почву МПа 0,09 0,18 0,12 0,14 0,06 0,07 0,08 0,9

Выдвижка телескопа мм 500 600 600 800 - - - -

Длина комбайна: м 10,0 13,6 11,5 15,2 7,3 7,8 8,5 9,0

Напряжение В 380 660 380 660 380 660 500 660 380 660 380 660 380 660 380 660

Суммарная мощность электродвигателей кВт 110 350 215 237 33,5 67 78,5 134

Мощность привода исполнительного органа кВт 55 200 140 130 - - - -

Масса машины т 23 75 40 50 7 12 12,5 27

Стоимость тыс. долл 70 130 90 110 21 27 32 35

Завод-изготовитель - Копей Ясино- Перм- Ясино- Копей- Копей- Копей Ясно-

мальной производительности выемочного комбайна или группы комбайнов и нагрузки на блок углесме-шивания.

Параметры технологических схем.

1. Размеры штабеля смешиваемых углей:

- длина от 100 м до 500 м;

- ширина 50-100 м;

- высота до 7-8 м;

- объем 10-30 тыс. т.

2. Количество одновременно работающих комбайнов в блоке - от 1 до 3.

3. Нагрузка на блок углесмешивания - от 3000 до 9000 т в сутки.

4. Численность обслуживающего персонала - 9-18 чел в сутки.

5. Производительность рабочего - до 500 т на выход. Технико-экономические показатели модульного

блока поточно-механизированного способа углесмесительного комплекса.

- производственная мощность - 1,6-1,8 млн т в год;

- установленная мощность электрооборудования

- 350-500 кВт;

- стоимость комплекса с учетом поставки и монтажа - 250-320 тыс долл;

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ------------------------------

- удельные капитальные вложения при сроке

амортизации в 8 лет - 0,03 долл/т;

- срок строительства и монтажа - 3 месяца;

- численность работающих - 30 чел;

- полная себестоимость производства - 5,5-7,0 руб/т;

- срок окупаемости инвестиций - 1,5-2,0 года;

Выводы:

1. Промышленный опыт использования механизированных комбайнов избирательного действия в шахтах с подземной угледобычей показала высокую производительность (до 250-300 т/час), мобильность и надежность эксплуатации.

2. Простая малозатратная схема монтажа блока углесмешивания и погрузки углей выгодно отличает данный способ от других.

3. Технологическая взаимозаменяемость машин обеспечивает высокую универсальность и надежность производства, значительно увеличивает совокупный коэффициент машинного времени эксплуатации оборудования комплекса.

4. Низкая себестоимость переработки углей (5-7 руб/т) и достаточно низкие удельные кап. вложения (до 1,0 руб/т) делают способ экономически конкурентноспособным.

Таран Эдуард Анатольевич- руководитель, промышленно-коммерческая группа «РАТМ», Новосибирск. Лихтенвальд Василий Васильевич - директор ХК «РАТМ», Москва.

Голланд Александр Эрихович - начальник управления, ХК «РАТМ», Москва.

Ревнивых Юрий Антонович - кандидат технических наук, советник президента, ХК «РАТМ», Москва.

Чубин Олег Васильевич-менеджер, ХК «РАТМ», Москва.

Сазыкин Геннадий Петрович - директор по обогащению, Институт» Гипроуголь».

Белокопытов Петр Иванович - кандидат технических наук, директор по обогащению, Институт» Гипроуголь». Смолянинов Анатолий Георгиевич ген директор, Сибирская горио металлургическая компания г. Новокузнецк.

© С.Р. Ногих, 2002

УАК 658.512:589

С.Р. Ногих

ВНЕАРЕНИЕ НОВОЙ ТЕХНИКИ И СОВРЕМЕННЫХ дТЕХНОЛОГИЙ ПОАЗЕМНОЙ АОБЫЧИ___________________________________

овершенствование процессов уг- На основе обобщения и анали-

ледобычи является основной задачей технической службы угледобывающей компании ЗАО «Южкузбассуголь». Принимаемые решения основываются на результатах анализа деятельности компании в предыдущих периодах, учитывают конкретную ситуацию и направлены на оптимизацию всей технологической схемы угледобывающего предприятия.

Подготовительные работы:

за опыта проведения горных выработок на шахтах ЗАО УК «Южкузбассуголь» и результатов исследований в области горноподготовительных работ, разработаны и применяются прогрессивные методы проведения горных выработок по постоянным технологическим схемам, предусматривающие использование современного горнопроходческого оборудования. Организация работ в за-

бое и состав сменного звена проходчиков определены из условий максимальной занятости рабочих на выполнении операций проходческого цикла. Размеры и форма сечений горных выработок определяются технологией очистных работ, устойчивостью и крепостью угля и вмещающих пород, условиями транспортирования угля, материалов и оборудования с учетом размещения проходческого, очистного оборудования, транспортных средств, требуемых ПБ необходимых зазоров, проходов для людей и оптимального проветривания выработок, при применении современных, высокопроизводительных технологий в очистных забоях. Для снижения трудоемкости, объПмов доставочно-такелаж-ных работ, улучшения условий труда проходчиков и увели-