Повышение эффективности дробильных комплексов для ЦПТ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

© Г.М. Семенов, 2003

YAK 622.73

Г.М. Семенов

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛРОБИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ АЛЯ ЦПТ

Использование дробилок и дробильных установок в поточных технологических про-цессах горных работ снижает эксплуатационные затраты в 1,7 раза и повышает производительность труда в 2 раза по сравнению с цикличными процессами. Однако многолетняя отечественная и зарубежная практика не только показала высокую эффективность циклично-поточной технологии (ЦПТ), но и выявила ряд ее недостатков. Основные из них следующие: сложность конструкции дробильного комплекса, значительные первоначальные затраты на приобретение оборудования и строительство комплекса, высокая трудоемкость работ по переносу дробильного комплекса, малая емкость приемного бункера и связанные с этим проблемы усреднения руды.

В результате 83 % капитальных затрат приходится на приобретение и монтаж оборудования, а почти 52 % себестоимости разработки скальных пород составляют амортизационные отчисления. Большие капитальные затраты объясняются в основном тем, что в прогрессивной технологии используют традиционное оборудование, предназначенное для эксплуатации в стационарных условиях на дробильно-сортировочных фабриках (щековые или конусные дробилки, пластинчатые питатели и др.). Масса таких дробильных установок (как отечественных, так и зарубежных) достигает иногда 750-1200 т., а высота - 20 и более метров. Это усложняет перемещение их в рабочей зоне карьера, затрудняет взаимодействие с погрузочным оборудованием и значительно снижает эффективность. Поэтому на отечественных карьерах ЦПТ пока уступает по эффективности железнодорожному

транспорту. Однако с увеличением глубины ввода железнодорожного транспорта его достоинства (надежность, низкая себестоимость, освоенность инфраструктуры и др.) нивелируются, а негативные качества (высокая капиталло-, металло- и энергоемкость, малый угол подъема пути, большая протяженность транспортных коммуникаций, наличие большого числа длинных тупиков, большая трудоемкость ремонтных и вспомогательных работ и др.) усиливаются.

Традиционные системы ЦПТ наряду с достоинствами (высокая производительность труда, низкие эксплуатационные расходы, высокая культура производства и др.), обладают и рядом недостатков (высокая стоимость и металлоемкость оборудования, большая продолжительность и трудоемкость монтажно-демонтажных работ, проблемы с усреднением руды и др.). Надо отметить, что, в отличие от железнодорожного транспорта, с увеличением глубины карьера влияние негативных качеств ЦПТ ослабляется, а позитивных - усиливается.

Опыт показывает, что ЦПТ традиционного исполнения становится эффективной лишь при глубине карьера 600-700 м. Ситуация со сроком начала внедрения ЦПТ может измениться, если граница ее эффективности будет повышена, например в результате снижения металлоемкости и стоимости дробильного комплекса. В этом плане с нашей точки зрения имеются значительные резервы. Надо, наконец, отказаться от использования в дробильных комплексах ЦПТ оборудования, предназначенного для эксплуатации в стационарных условиях дробильных фабрик (конусных и щековых дробилок и пластинчатых питателей).

Конкурентоспособность ЦПТ повысит использование в дробильных комплексах вибрационных дробилок и питателей. Такое оборудование при равной производительности обладает значительно меньшей массой и габаритами, что достигается благодаря реализации в них высокоэффективных динамичных процессов. Разработкой вибрационных дробилок крупного дробления ученые начали заниматься еще в шестидесятых годах прошлого века. С тех пор принципиальные схемы машин значительно усовершенствованы. Однако они пока не вышли из стадии опытных машин и не освоены промышленностью.

Что касается вибрационного питателя, то в загрузочном узле дробильного комплекса можно использовать освоенный промышленностью одномассный инерционный вибропитатель типа ВВДР. Он выпускается серийно и много лет успешно эксплуатируется крепких скальных руд.

С нашей точки зрения сроки начала внедрения ЦПТ могут быть сокращены, если строительство в карьере начинать с нижних горизонтов, снабжать ее сравнительно короткими конвейерными системами с дробилками. Эти системы должны стыковаться с уже действующим железнодорожным транспортом. В этом случае в карьере в качестве основного продолжает работать привычный для персонала автомобильно-железнодорожный транспорт и вся сопровождающая его инфраструктура, а параллельно идет освоение ЦПТ. Затраты на внедрение таких систем могут оказаться не на много выше уровня затрат, необходимых на развитие железнодорожного транспорта для отработки нижних горизонтов, а выигрыш по производительности труда и себестоимости транспортирования руды будет значительный.

Поэтому приступать к проектированию и строительству ЦПТ можно значительно раньше, чем созреет экономическая ситуация для внедрения полно масштабной технологии. Такой подход имеет еще одно достоинство: он позволяет обеспечить

качественное усреднение руды, поскольку сохраняет емкие промежуточные склады в карьере, которые использовались при автомобильно-желез-

нодорожном транспорте.

По мере выбывания (из-за износа) подвижного состава основно-

го транспорта (локомотивов и думпкар) ЦПТ будет осваивать все более высокие горизонты, наращивая длину конвейеров и вытесняя с них железнодорожный транспорт.

При использовании вибрационных питателей и дробилок и

предлагаемого режима внедрения эффективная граница внедрения ЦПТ может оказаться на значительно меньшей глубине карьера.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Семенов Г.М. - кандидат технических наук, ОАО «НИИКМА».

УЛ К 621

В.Ф. Тужиков, А.А. Залков

КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МЕХАНИЗМОВ РЕЗАНИЯ ВЫЕМОЧНЫХ МОАУАЕЙ ФРОНТАЛЬНЫХ КОМПАЕКСОВ

редл|гается классификация выемочных модулей фронтальных комплексов для подземной добычи углей в очистных забоях и проводится анализ кинематических схем выемочных механизмов резания модулей.

Основные особенности любого технологического процесса добычи угля в комплексно-механизирован-ных очистных забоях изначально заложены в способе отделения угля от массива (СОУМ), осуществляемого выемочной машиной, а эффективность очистных работ зависит как от СОУМ, так и от совершенства и надежности выемочной машины. Преимущества избирательной фронтальной технологии очистных работ, осуществляемой модульными фронтальными комплексами, могут быть реализованы только в том случае, если выемочные модули по их компоновке, кинематическим схемам, конструктивному исполнению полностью будут соответствовать СОУМ, то есть будут достаточно совершенны и при этом надежны в работе.

На основании проведенных исследований и конструкторских проработок предлагается классификация выемочных модулей по назначению, виду опорной базы,

© В.Ф. Тужиков, Л.А. Залков, 2003

способу разрушения и степеням уравновешенности сил резания (рисунок). Данная классификация дополняет и уточняет отдельные структурные элементы классификации, представленной в работе [1]. Каждый выемочный модуль, независимо от того, к какой классификационной группе он относится можно разделить по выполняемым функциям на три части: механизм резания, механизм позиционирования и опорную базу.

Если рассматривать механизмы резания и позиционирования раздельно, то можно каждый из них отнести к плоским рычажным механизмам с низшими парами и одноподвижными звеньями, что упрощает их синтез и анализ. В данной работе рассматриваются шесть вариантов кинематических схем механизмов резания. Механизмы резания можно классифицировать по следующим признакам:

- уравновешенности сил резания (уравновешенные, неурав-

новешенные);

- способу разрушения (режущие, скалывающие);

- траектории движения исполнительных органов при резании (скалывании): прямолинейное или по кривой;

- по количеству степеней свободы (одна, две, три).

Вид кинематической схемы механизма резания определяется способом отделения угля от массива, осуществляемого этим механизмом, типом механизма позиционирования и опорной базы. Исходными данными являются: конструктивные схемы расположения оборудования в забое, конструктивные параметры секций крепи и забойного конвейера, принятые в качестве базовых для создания выемочных модулей и комплекса фронтального модульного исполнения в целом.

В таблице представлены варианты кинематических схем механизмов резания, соответствующих известным СОУМ. Эти схемы разработаны в СПГГИ (ТУ) и ПНИУИ [2]. Они имеют следующие характерные особенности: