CC BY
22Scientific Journal Impact Factor
ПРАВИЛЬНЫЙ ВЫБОР ТРАНСПОРТА В ГЛУБОКОЙ КАРЬЕРЕ
Научный руководитель: к.т.н.доц. Талипов Неъматилло Умматуллаевич
Алмалыкский филиал Национального исследовательского университета Субанова Зарнигор Абдинаби кизи;
Алмалыкский филиал Ташкентского государственного технического университета
АННОТАЦИЯ
Основным направлением развития и совершенствования карьерного транспорта считается увеличение уклонов путей до 60-80%о, что позволяет увеличить глубину ввода железнодорожного транспорта в карьеры до 350-450 м, скорость его понижения в 1,4 раза, снизить суммарные затраты на транспортирование горной массы с глубины 300-350 м на 20-25%
Ключевые слова: транспорт, горной массы, автотранспорт, железнотранспорт,отвал,экскаватор, горизонт
THE RIGHT CHOICE OF TRANSPORT IN A DEEP CAREER
Supervisor: Almalyk branch of the National Research University, Candidate of technical Sciences Talipov Nematullo Ummatullayevich.
The main direction of development and improvement of open pit transport is to increase the slope of roads to 60-80 %, which will increase the depth of rail transport to open pits to 350-450 %. m, its speed is reduced by 1.4 times and reduce the total cost of transporting rock mass from a depth of300-350 m by 20-25%
Keywords: development system, backfill, treatment space, preparation of chambers, hardening mixture, goaf, economic efficiency
ВВЕДЕНИЕ
Отличия в использовании тех или иных видов транспорта в разных отраслях горной промышленности связаны не только с несовпадением горнотехнических условий, но и консерватизмом административных структур и проектных организаций. Обычно главными доводами в пользу автоперевозок называют надежность технологии, поскольку выбытие даже нескольких автомашин не вызывает остановки производства и, кроме того, имеется
Almalyk branch of Tashkent State Technical University assistant Subanova Zarnigor Abdinabi qizi
ABSTRACT
Oriental Renaissance: Innovative, R VOLUME 1 | ISSUE 7
educational, natural and social sciences ( ) ISSN 2181-1784
Scientific Journal Impact Factor SJIF 2021: 5.423
возможность оперативного регулирования качества сырья. Хотя многочисленные данные об альтернативных технологиях казалось бы доказывали необходимость изменения позиций.
Замена одного вида транспортного оборудования другим, в большей степени отвечающим условиям конкретного карьера, обеспечивает улучшение технико-экономических показателей. Следует, однако, учитывать, что при использовании разных транспортных машин предъявляются несовпадающие требования к характеристикам горной массы. В ряде случаев возникает необходимость вводить дополнительный процесс — подготовку горной массы к транспортировке.
Непрерывные виды транспорта более чувствительны к поступлению крупных кусков породы. Если думпкар или самосвал, когда не нужно учитывать параметры дробилки первичного дробления, способен принимать куски породы размером более 1 м, то для самых мощных ленточных конвейеров, кроме конвейеров специального исполнения, нежелательно поступление кусков породы крупнее 350-400 мм. Поэтому между погрузочной и транспортной машиной устанавливают дополнительное оборудование, например, грохотильный или дробильный агрегат. При выемке породы из подводного забоя необходимо снизить влажность до уровня, исключающего ее налипание к кузовам, конвейерной ленте и т.п.
Корректно выполненные расчеты свидетельствуют, что показатели реально конкурентоспособных вариантов, когда исключается некомпетентность исполнителя и конъюнктурные соображения, например, невозможность получения оборудования, различаются на десятки процентов. Значительное улучшение показателей, в два и более раз, наблюдается при снижении расстояния перевозки груза. Это иллюстрирует фактические данные по карьерам.
ОБСУЖДЕНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ
Уменьшить расстояние перемещения вскрышных пород во внутренний или внешний отвал, а полезного ископаемого на промплощадку удается при изменении технологии горных работ. Лучше всего это достигается при планировании на стадии проектирования развития карьера этапами, разделении карьерного поля на участки, отрабатываемые в определенной последовательности. Поэтому заслуживает повышенного внимания поиск новых решений в технологии. Ниже рассмотрены примеры, показывающие, что
возможности совершенствования технологии вскрышных работ велики.
93
Scientific Journal Impact Factor
Наиболее благоприятно, очевидно, решение, позволяющее перемещать вскрышные породы в выработанное пространство перпендикулярно фронту работ. Мировая практика и патентный фонд содержат разнообразные, иногда неожиданные схемы. Укоренившееся мнение о возможности перевалки вскрыши в выработанное пространство при наличии одного, максимум двух уступов (подступов) давно опровергнуто. Имеются данные о перемещении вскрыши через три и более добычных уступов. Такая технология в соответствии с проектом Гипронеруд применяется в течение нескольких десятилетий на Афанасьевском карьере цемсырья. Мощность карьера по трем видам сырья составляет 5 млн.т, толща наносов превышает 30 м.
Непревзойденную по изяществу схему в 60 гг. воплотили в жизнь работники Часов-Ярского р/у огнеупорных глин. Вскрышные породы в выработанное пространство перемещали от роторного экскаватора три транспортные машины: перегружатель, двух- и одноопорный отвалообразователи. Наличие перегружателя позволяет отрабатывать 2-3 подуступа экскаватором со сравнительно небольшой высотой черпания. Скомпоновав транспортный комплекс из трех автономных самоходных единиц, его создатели добились значительного снижения энерго- и металлоемкости. Однако, данное направление, несомненно перспективное для оборудования производительностью до 1-2 тыс.м3/ч, не получило развития. Как и с другими видами горного оборудования, возобладало стремление к гигантомании.
Формируется направление по перемещению вскрышных пород в выработанное пространство с помощью колесных транспортных средств, когда вскрышные, добычные и отвальные уступы соединяются системой скользящих съездов и перемычек. Это направление перспективно. Массив отечественных изобретений содержит ряд схем, которые обеспечивают не только сокращение протяженности транспортных коммуникаций, но и снижение землеемкости.
Можно констатировать, что по-прежнему основной объем перевозок приходится на три вида транспорта: рельсовый, автомобильный и конвейерный.
В условиях пересеченной местности успешно используют канатные дороги. Непрерывно растет доля перевозок выемочно-транспортными машинами (погрузчиками, колесными скреперами, бульдозерами). Гравитационный транспорт характерен для нагорных карьеров. Однако, на отечественных карьерах к рудоспускам и скатам сохраняется осторожное отношение. Новые транспортные машины отличаются от ранее созданных рабочими параметрами, большей безопасностью и экологической чистотой,
Scientific Journal Impact Factor
повторяя в основном конструкции известных. Следовательно, нет оснований предполагать, что в ближайшие 2-3 десятилетия произойдут коренные перемены в структуре и типах карьерного транспорта отечественных карьеров. Вероятно увеличение перевозок ленточными конвейерами, особенно на карьерах нерудного сырья. К этому вынуждают изменения тарифов на энергоносители. Отечественные горные предприятия отстают в области автоматизации и компьютеризации. Во время спада производства рассчитывать на массовое внедрение автоматизированных линий и систем управления из-за боязни увеличить безработицу ожидать не приходится. Но опыт США показал, что в период депрессии начала 90 гг. затраты на приобретение компьютеров карьерами нерудных материалов возросли в несколько раз. Автоматизация процессов переработки при непрерывно протекающих процессах на стационарном оборудовании, считающаяся первым этапом автоматизации, осуществлена.
Получены результаты и по автоматизации передвижного оборудования цикличного действия. Фирма INKO применяет дистанционное управление работой буровых станков, погрузчиков и самосвалов на шахте по добыче никелевой руды (Садбьюри, шт. Онтарио, США). Компания надеется, что через 5 лет оборудование будет переведено на компьютерное управление. Редактор журнала «Pit & Quarry» следующим образом прокомментировал это событие: второй этап автоматизации, охватывающей карьер, займет примерно 20 лет. Действительно, системы дистанционного управления самосвалами и погрузчиками воплощаются достаточно энергично. Четверть века назад радиоуправление применяли на оборудовании, работающем под водой, в зоне радиоактивного заражения и т.п. Теперь такая система стала приносить доход в условиях обычного производства. На карьерах Сиерита и Твин, США, с января 1993 г. погрузчики CAT 992С переведены на радиоуправление. Это позволило без угрозы для рабочих разрабатывать уступы большой высоты, с увеличенными углами откоса, расчищать дороги в местах, склонных к оползневым проявлениям. Только за первую половину года эффект от внедрения новинки составил 1,5 млн. долларов на одну машину.
Можно считать, что подготовка ко второму этапу автоматизации осуществляется на многих карьерах, когда, обычно при реконструкции, цикличная технология заменяется новой, с элементами поточной. Примером служат схемы, в которых подготовка к транспортировке конвейерами, канатными дорогами, напорным гидротранспортом производится в
Oriental Renaissance: Innovative, R VOLUME 1 | ISSUE 7
educational, natural and social sciences ( ) ISSN 2181-1784
Scientific Journal Impact Factor SJIF 2021: 5.423
стационарных, передвижных и самоходных устройствах. Широкое распространение при разработке скальных пород, включая граниты, получила схема, в которой СДА загружаются погрузчиками или экскаваторами. На карьерах работают сотни СДА, которые выпускаются по индивидуальным заказам или, как у фирмы Nordbegr, производятся серийно в соответствии с разработанным типажным рядом.
Железнодорожный карьерный транспорт
В современных условиях на крупных железорудных, угольных и асбестовых карьерах России и стран СНГ одним из основных видов технологического транспорта продолжает оставаться железнодорожный. Многолетний опыт применения электрифицированного железнодорожного транспорта на глубоких карьерах показывает его высокую эффективность при условии использования в предпочтительных горно-технических условиях эксплуатации. Анализ научно-технических и проектных решений позволяет утверждать, что в перспективе как на действующих, так и на вновь разрабатываемых месторождениях большой производительности электрифицированный железнодорожный транспорт будет оставаться одним из главных. Основные преимущества электрифицированного железнодорожного транспорта следующие:
• высокий средний эксплуатационный коэффициент полезного действия;
• экономичность (сравнительно низкая себестоимость перевозки горной массы) и надежность в эксплуатации;
• возможность значительной перегрузки электровозов;
• простота управления и ремонта.
Все эти достоинства являются следствием централизованного питания электровозов энергией. Необходимо, однако, отметить, что централизованное энергоснабжение требует создания довольно крупной инфраструктуры (тяговые подстанции, контактная сеть и др.), что наряду с высокой стоимостью локомотивов и значительными объемами разноса бортов карьеров для размещения коммуникаций обуславливает высокую капиталоемкость железнодорожного транспорта.
Существенными преимуществами электрифицированного
железнодорожного транспорта являются также экономия невосполняемого жидкого топлива, практически полное отсутствие загазованности карьера выхлопными газами, незначительная зависимость от климатических условий.
Scientific Journal Impact Factor
Как известно, в период развития кризисных явлений при переходе к рыночной экономике стран СНГ только это горно-добывающее предприятие практически не снизило объемов добычи руды, в то время как на других крупных предприятиях это снижение было значительным. При этом на карьере Лебединского ГОКа нет проблемы отставания вскрышных работ. Во многом это объясняется правильными решениями по формированию транспортной системы карьера, когда рационально используются пространственные размеры и форма карьера. Глубокий ввод железнодорожного транспорта в карьер обеспечивается поэтапным повышением крутизны трасс. Горизонты последовательно вскрываются траншеями сначала с уклоном путей 30%о, затем 50%о и, наконец, 60%о. Причем каждая траншея формирует группы станций, с которых в свою очередь отрабатывается то или иное направление. Рабочая зона вскрывается преимущественно прямыми заездами. Станции максимально связаны между собой, что придает гибкость схеме путевого развития, возможность как оперативного, так и долгосрочного перераспределения грузопотоков.
Чтобы избежать размещения раздельных пунктов в рабочей зоне и, как следствие, сдерживания развития горных работ, что характерно для многих карьеров, где применяется железнодорожный транспорт, формирование схемы путевого развития производится поэтапно с временной консервацией бортов. Постоянная транспортная схема отстраивается постепенно по мере постановки бортов в предельное положение. Таким образом, опыт эффективного применения железнодорожного транспорта на карьерах Лебединского и других ГОКов позволяет констатировать, что тенденция возможно более глубокого ввода железнодорожного транспорта в карьеры сохраняется и в современных условиях.
Если интенсивное развитие средств автомобильного карьерного транспорта, в особенности в последние 10-15 лет, во многом связано с острой конкуренцией на мировом рынке большегрузных автосамосвалов, то в силу ограниченного применения на зарубежных карьерах железнодорожного транспорта такой конкуренции нет. В настоящее время на глубоких карьерах широкое распространение нашли электровозы и тяговые агрегаты с напряжением 1,65 и 3,3 кВ постоянного тока и 10 кВ переменного тока. Существующие типы тяговых средств по своему техническому уровню и перспективным технологическим требованиям не обеспечивают эффективную их эксплуатацию в глубинной зоне карьера.
Scientific Journal Impact Factor
Достаточно сказать, что проектные решения по ним формировались в середине прошлого века. Срок эксплуатации многих локомотивов значительно превышает нормативный. Положение не спасает начавшийся серийный выпуск модернизированного тягового агрегата НП-1 (Качканарский и Лебединский ГОКи закупили к настоящему времени по 2 таких агрегата). Дело в том, что новшества, примененные в конструкции НП-1, лишь несколько облегчают эксплуатацию агрегата и увеличивают реализуемую силу тяги на 8%. Принципиально новые локомотивы для открытых горных разработок могут быть созданы на основе применения асинхронных и индукторных тяговых двигателей. Это позволит увеличить их мощность на 25-30%, на 30% полезную массу и на 19% производительность, снизить энергетические затраты на подъем горной массы на 6% при уклонах 60%о и на 13% при уклонах 150 %о, уменьшить объемы горно-капитальных работ, а также улучшить экологическую обстановку в глубинной зоне карьера.
Одним из определяющих ограничений расширенного применения железнодорожного транспорта с повышенными уклонами железнодорожных путей является значительная величина нормативного тормозного пути на руководящем уклоне путей, которая была обоснована также в середине прошлого века. Между тем есть разработки, позволяющие за счет применения принципиально новых локомотивных и вагонных тормозных колодок, легированных фосфором, сократить тормозной путь в 1,5-2,0 раза. При этом срок службы колодок в 2,0-2,5 раза выше применяемых в настоящее время, а износ бандажей колесных пар сокращается в 1,3-1,5 раза.
Третьим основным видом технологического карьерного транспорта является конвейерный. Объемы транспортирования горной массы с использованием конвейерного транспорта на предприятиях Канады, США, Австралии, Чили и других стран в настоящее время составляют до 50% от общего объема добычи минерального сырья. Эффективность применения конвейерного транспорта доказана многочисленными научными и проектными разработками и, отчасти, опытом эксплуатации на карьерах России, Украины, Узбекистана. В настоящее время его применяют на Оленегорском и Ковдорском ГОКах (Россия), Полтавском, Южном, Ингулецком, Центральном, Новокриворожском и Северном ГОКах (Украина), Навоийский ГМК (Узбекистан). Вместе с тем, доля конвейерного транспорта не превышает 10% в общих объемах перевозки скальной горной массы на карьерах стран СНГ.
Конвейерный транспорт в карьерах
Scientific Journal Impact Factor
Проблема заключается в различии технологических подходов. Дело в том, что на зарубежных предприятиях применение конвейерного транспорта изначально было ориентировано на полупередвижные дробильные установки с последующим переходом на передвижные. В противоположность этому конвейерные комплексы на горных предприятиях стран СНГ были построены со стационарными дробильными корпусами, что в некоторых случаях становилось препятствием для дальнейшего развития карьера.
Характерным примером может служить прекращение по этой причине в 2000 г. эксплуатации комплекса циклично-поточной технологии (ЦПТ) на карьере Стойленского ГОКа. На Полтавском ГОКе после многолетней эксплуатации дробильной установки с ограниченной мобильностью вынуждены были перейти на использование передвижного дробильного агрегата фирмы Krupp Fordertechnik, что позволило снизить высоту подъема горной массы автотранспортом до 107 м и высвободить 9 автосамосвалов. Следует отметить, что зачастую негативный опыт применения ЦПТ связан не столько с техническими недостатками собственно конвейерного транспорта, сколько с нерациональными конкретными решениями по выбору способов вскрытия горизонтов карьера под конвейерные подъемники.
В технологических схемах с открытым размещением конвейеров стационарные и передвижные дробильно-перегрузочные комплексы примыкают непосредственно к стационарным конвейерным подъемникам, что требует дополнительного разноса борта карьера или оставления постоянных целиков под площадки для их размещения. Разнос бортов карьера увеличивает объем вскрыши, в целиках пород теряется часть полезного ископаемого, что снижает конкурентоспособность конвейерного транспорта. В ИГД УрО РАН разработаны способы вскрытия горизонтов, устраняющие эти недостатки, в частности, за счет совмещения предохранительных и транспортных берм. И все же основной тенденцией для отработки глубоких горизонтов карьеров с применением конвейерного транспорта является переход от стационарных дробильно-перегрузочных пунктов к передвижным дробильно-перегрузочным комплексам, за счет мобильности которых обеспечивается приближение конвейерного транспорта к интенсивно развивающейся рабочей зоне карьера путем оперативного переноса блоков комплексов по мере углубления горных работ. Схемы ЦПТ с передвижными дробильно-перегрузочными комплексами в блочном исполнении позволяют повысить адаптивность транспортной системы
Scientific Journal Impact Factor
карьера к изменяющимся горно-техническим условиям разработки и позволяют перейти в перспективе на гибкие переналаживаемые технологии.
Другим важным направлением повышения эффективности и конкурентоспособности конвейерного транспорта является использование крутонаклонных конвейеров. В ИГД УрО РАН выполнен большой объем исследований по обоснованию сфер рационального применения таких конвейерных подъемников, а также разработке их оптимальной конструкции.
Если говорить о позитивном опыте строительства и эксплуатации конвейерной транспортной системы в странах СНГ, то наибольший интерес представляет, прежде всего, применение ЦПТ на карьере Мурунтау (Навоийский ГМК, Узбекистан). Здесь до дробильно-перегрузочного пункта порода доставляется автосамосвалами грузоподъемностью 136 т, а после дробления - двумя конвейерными линиями по четыре в каждой (каскадная схема) с шириной ленты 2000 мм транспортируется через отвалообразователь в отвалы. С целью адаптации к различиям в режимах работы цикличного и поточного звеньев применяются временные аккумулирующие склады. На третьем этапе формирования транспортной системы карьера предусмотрено введение в состав комплекса автономных модулей-перегружателей с крутонаклонными (до 40°) конвейерами, а также с компактными дробильно-перегрузочными пунктами в комплекте с горизонтальными и слабонаклонными сборочными конвейерами.
REFERENCES
1. Шеметов П. А., Коломников С. С. Развитие выемочно-транспортного комплекса карьера «Мурунтау». Горный журнал, 2002 специальный выпуск. С.
2. Эксплуатация карьерного автотранспорта / Васильев М. В. , Смирнов В. П. , Кулешов А. А. II М.: "Недра", 1979, 283 стр
3. Субанова, З. А. (2021). ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ГОРНОТРАНСПОРТНЫХ КОМПЛЕКСОВ ПРИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ МУРУНТАУ. Мировая наука, (3), 79-82.
4. Субанова, З. А. (2020). ВЫБОР И НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ НА ГЛУБОКИХ КАРЬЕРАХ. Экономика и социум, (11), 1324-1326.
ВЫВОД
65-70.
