CC BY
14
Назаров З. С. доцент
кафедра «Горное дело» Навоийский государственный горно-технологический унивеситет Республика Узбекистан Ермекбаев У.Б. старший преподаватель кафедра «Горное дело» Навоийский государственний горно-технологический унивеситет Республика Узбекистан
ПРИМЕНЕНИЕ ФРЕЗЕРНЫХ КОМБАЙНОВ НА ДОБЫЧНЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
Аннотация: Представлен анализ работы фрезерных комбайнов при разработке месторождений полезных ископаемых по послойно -полосовым технологиям в России и зарубежом. Приведены графики зависимости изменения производительности комбайнов от прочности разрушаемых горных пород.
Ключевые слова: строительство, горная промышленность, фрезерный комбайн, строительные материалы, порода, производительность.
Nazarov Z.S. associate professor department of mining Navoiy State Mining and Technological University Republic of Uzbekistan
Yermekbaev U.B. senior lecturer department of mining Navoiy State Mining and Technological University
Republic of Uzbekistan
USE OF MILLING COMBINES IN MINING FIELDS
Annotation: Presents an analysis of the work of milling machines in development of deposits of mineral resources according to the layer-strip technology in Russia and abroad. Presents diagrams of dependence of change of productivity of milling machines on the strength of destructible rocks.
Keywords: construction, mining, milling combine, building materials, rock, productivity.
В настоящее время значительное усиление мер по экологической и социальной безопасности ведения строительных и горных работ ограничивает производство буровзрывных работ (БВР). Разупрочнение скальных и полускальных горных пород с помощью БВР имеет ряд недостатков, а именно: необходимость временного прекращения работ и отвода техники и людей на безопасное расстояние перед проведением взрыва; нарушение сплошности массива пород, что отрицательно влияет на устойчивость борта карьера(выемки) и требует его дополнительного выполаживания; отбитая взрывом порода имеет неравномерный гранулометрический состав от негабаритов(требующих вторичного взрывания) до пыле видных частиц; невозможность использования непрерывного транспорта(без предварительного крупного дробления) для перемещения добытой породы; выброс продуктов горения взрывчатых веществ ухудшает экологическую ситуацию вместе проведения работ(особенно при массовом взрыве); полезное ископаемое взрывом перемешивается с пустой породой, что ведет к снижению качества добываемого сырья; полезное ископаемое, находящее в тонких пластах не может быть селективно добыто и после проведения БВР удаляется вместе с пустой породой в отвал, а также другие недостатки. В случае приближения фронта работ вплотную к населенным пунктам или объектам инфраструктуры, ведение БВР вообще исключено, в тоже время на ряде давно эксплуатируемых месторождений основные и наиболее качественные запасы (по причине выработки других запасов) полезных ископаемых оказываются в непосредственной близости к жилью и другим объектам.
В связи с этим во всем мире возрастает интерес к использованию оборудования, обеспечивающего безвзрывное отделение породы от массива ее дробление и погрузку в транспорт с достаточно высокой производительностью. За последние 20-30 лет машиностроительными фирмами Германии, Австрии, США и других стран разработаны и изготавливаются фрезерные машины (фрезерные комбайны) различных типов для ведения добычных и строительных работ по послойно-полосовой технологии. Фрезерный рабочий орган может располагаться в передней части, по центру или в задней части комбайна, во всех трех случаях забоем является поверхность площадки уступа. Комбайны имеют модульную конструкцию, включающую рабочий орган с опорной рамой, ходовую часть, силовую установку, транспортирующее устройство. Фрезерный комбайн в отличие от одноковшовых или многоковшовых экскаваторов, работающих на месте с незначительными передвижками, постоянно перемещается с достаточно большой скоростью (до15...30м/мин). Фрезерование породы происходит при прямолинейном движении, при разворотах комбайн поднимает рабочий орган и двигается в
холостом режиме. Поскольку комбайн достаточно громоздкий, то его перемещение с одной полосы(забоя) на другую занимает значительную часть рабочего времени (до10...25%), следовательно, наибольшую производительность фрезерные комбайны обеспечивают на больших по длине забоях, где относительные потери времени на маневрирование минимальны.
При использовании фрезерных комбайнов в строительстве на устройстве выемок, каналов и других работах достаточно точно обеспечивается нужный профиль и геометрические параметры строящихся объектов. Исключение влияния взрывных волн на массив позволяет обеспечивать большую устойчивость откосов, что ведет к сокращению объемов строительства, выработанная площадка имеет спрофилированную поверхность без трещин, что снижает расход бетона при строительстве. Значительные объемы строительных работ при помощи фрезерных карьерных комбайнов ведутся в США, Японии, Германии, Австралии и других странах в основном на прокладке трасс автодорог в гористой местности или в стесненных условиях. Наибольшие объемы работ карьерными фрезерными комбайнами до недавнего времени выполнялись в Ливии (на строительстве водных резервуаров и каналов), где осуществлялся грандиозный проект по ирригации страны [1]. В РФ в строительстве фрезерные машины в основном используются на ямочном ремонте дорог (дорожные фрезы).
В горнодобывающей промышленности фрезерные карьерные комбайны получили значительное распространение, как в развитых, так и в развивающихся странах США, Германии, Франции, Италии, Испании, Бразилии, ЮАР, Австралии, России, Украине, Узбекистане, Индии и многих других странах. Комбайны используются на разработке вскрышных пород и на добыче полезных ископаемых (угль, горючие сланцы, бокситы и фосфориты идр.). В России на открытых работах чаще всего применяют фрезерные комбайны фирм Wirtgen и Кгирр [2, 3]. Наибольший опыт применения фрезерных комбайнов накоплен на разработке месторождений строительных материалов. К настоящему времени комбайны Wirtgen Surface Miner работают на добыче фосфоритового, цементного сырья и гипса на карьерах, расположенных в различных странах мира, в частности в Индии три ведущие компании по производству цемента уже около пятнадцати лет на своих карьерах применяют исключительно безвзрывную технологию горных работ [2].
Горные комбайны начали использоваться в Узбекистане вскоре после их появления на мировом рынке. Впервые в нашей стране фрезерный комбайн Wirtgen 2100 SM был применен в 1989 году в карьере Ташкура месторождения Джера -Сарадара на добыче фосфорита (с пределом прочности насжатие сж о 30-40МПа) с пропластками доломита (с = сж о 160МПа), необходимость в применении комбайна возникла по
причине невозможности дальнейшего ведения БВР вблизи городских строений, средняя эксплуатационная производительность комбайна на добыче гипса составила 1200 тыс/ч. В 1993 году в РФ в Якутии на трубке «Юбилейная» при разработке кимберлитов (спределом прочности на сжатие = сж о 40-50МПа) был использован комбайн Wirtgen 2600SM, производительность комбайна при работе в штабель составила 270-315м3/ч. К настоящему времени в Узбекистане на карьерах горные комбайны работают на различных месторождениях, а именно: на карьере Ташкура Кызылкумского региона (Навоийский область), комбайны Wirtgen 2100SM и MAN TAKRAF разрабатывают фосфорита с пределом прочности на сжатие от62-83 до96-120Мпа. В России на Сокольско-Систовском карьере(Воронежская область) ОАО «Липецкцемент», комбайны Wirtgen 2200SM и 2500SM разрабатывают мелко и среднеобломочный известняк с пределом прочности на сжатие30-70МПа; на Пятковском карьере(Калужская область), комбайн Wirtgen 2200SM разрабатывает известняк с пределом прочности на сжатие 55-80МПа; на Пикалевском месторождении (Ленинградская область) комбайн Wirtgen 2500SM разрабатывает плотный, кристаллический и «землистый» известняки; на Джегутинском карьере ОАО «Кавказцемент» на разработке известняка используется комбайн Wirtgen 2500SM. Также на разработке месторождений строительных пород горные комбайны применяются на Украине: Добрянское месторождение(Львовская область) Николаевского цементного завода, комбайн Wirtgen 2200SM используется на разработке известняка; Михайловское месторождение(Донецкая область), комбайн Wirtgen 2200SM разрабатывает гипс, с пределом прочности на сжатие 87МПа; в Узбекистане ОАО «Бухара стройматериалы» на разработке гипса использует дорожную фрезу Wirtgen 2000V3 После обобщения данных по производственной эксплуатации горных комбайнов на карьерах мира были построены графики зависимости эксплуатационной производительности горных комбайнов от предела прочности пород на сжатие, в данной статье приведены зависимости (рис. 1) для наиболее распространенных и давно используемых комбайнов Wirtgen 2100SM и 2600SM. [4,5]
П, т/ч
а 480 360 240 120
0 20 40 60 SO Осж, МПа 0 25 50 75 100 Осж.МПа
Рис. 1. Графики зависимости эксплуатационной производительности фрезерных комбайнов Wirtgen от предела прочности породы на сжатие: а-модель 2100SM; б- модель 2600SM
Из графиков видно, что с увеличением предела прочности породы производительность горных комбайнов снижается, при этом комбайн более крупного типоразмера может работать на более прочных породах. Характер данных зависимостей предопределяет область эффективного использования горных комбайнов, которая ограничивается прочностью пород до 50МПа для небольших моделей и до70 80МПа для более крупных машин, при большей прочности экономически более целесообразно ведение БВР.
Использованные источники:
1. Пакевич Ю. Б., Шимм Б. Использование карьерных комбайнов фирмы Wirtgen при безвзрывной разработке скальных пород в строительстве// Горная промышленность. 1999. №1. С. 18-21.
2. Пихлер М., Панкевич Ю. Б. Комбайны Wirtgen Surface Miner на открытых
горных работах: История развития, масштабы применения и перспективы расширения// Горная промышленность. 2009. №2. С. 54-57.
3. Цирик Д., Ниемманн Делиус Ц. Решение проблем окружающей среды угольных разрезов с помощью добычных комбайнов фирмыКтрр// Горная промышлен-ность. 1995. №1. С. 29-37.
4. Оценка эффективного применения машин послойного фрезерования на карьерах. Назаров З.С. Ермекбаев У.Б. Республиканская научно -практическая онлайн-конференция по теме «Проблемы использования природных ресурсов и их инновационные решение на основе интеграции науки и образования» 2021й 12-ноябрь Нукус. К,аракалпагистан. 68-69ст.
5. Назаров З.С. Ермекбаев У.Б. Оценка эффективного применения машин послойного фрезерования на фосфоритових карьерах. Международной научно-практической конференции «Интеграция науки, образования и производства -залог прогресса и процветания», посвященной 5-летию
основания навоийского отделения академии наук Республики Узбекистан том I 2022 года, город Навои, Республика Узбекистан 201-203ст.
