CC BY
60
СЕМИНАР 5
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА (99" МОСКВА, МГГУ, 25.01.99 (29.01.99
Ю.В. Вакулов, магистр,
МГГУ
Применение вибровыпуска руды в отечественной горнорудной практике
Анализ отечественного опыта разработки мощных месторождений руд черных металлов показал, что совершенствование погрузки отбитой руды из очистных блоков связано с внедрением разработанного в нашей стране вибровыпуска руды, который нашел широкое применение в отечественной горнорудной практике АН СССР [1, стр.61].
Внедрение вибровыпуска позволило увеличить размеры кондиционного куска в 1,5-2 раза до 600-800 мм, что способствовало повышению интенсивности работы погрузочных пунктов (блоков) в 3-4 раза. У питателей первой группы вибрация рабочего органа в одинаковой степени используется для ослабления внутренних связей в горной массе и для активного воздействия на неё в направлении траспортирования. Техническая производительность вибропитателей различных типов приведена в табл. 1.
С 1976 г. 95 % добытой на шахте им. Губкина руды из камер выпускают с применением ВВДР - 5, что позволило в 2-3 раза уве-
личить среднесменную производственную мощность камеры при уменьшении численности рабочих, занятых при выпуске, доставке и погрузке руды, и снизить затраты на выпуск. Кроме того, появилась возможность в 2-3 раза уменьшить число камер, находящихся в очистной выемке [1, стр. 62 ].
Применение вибровыпуска руды значительно сократило процент травматизма на этом некогда традиционно опасном участке подземных горных работ. Существенно сократились зависания руды при выпуске и сопряженные с ними работы по ликвидации зависаний [2, стр. 6].
Баланс рабочего времени при погрузке руды вибропитателем ВВДР - 5 за смену складывается из продолжительности погрузки руды (127 мин.), простоев из- за негабарита (13 мин.), подготовительно-заключительных операций (15 мин.), ликвидации зависаний (24 мин.) и отсутствия вагонов (127 мин.). Фактическая производительность достигает 800 т/смену, а при бесперебойной подаче вагонов производительность
Таблица
2000 - 3000 т/смену, что свидетельствует о высоких потенциальных возможностях схем выпуска и доставки руды вибропитателями, реализация которых зависит от внедрения новых технических средств, которые позволят в несколько раз повысить интенсивность отработки камер. [5, стр. 13]
Доставка и погрузка руды производится вибропитателями ВВДР-5 в глухие вагонетки. Транспортировка к дробильно-перегрузочным комплексам стволов производится электровозами 14 КР.
Электровозный транспорт при существующем типе подвижного состава характеризуется ограниченной грузоподъемностью локо-мотивосостава (80-100 т) и сравнительно низкой производительностью (400-500 т /смену).
В течение последних лет еще одним серьезным недостатком электровозного транспорта отечественных рудников, существенно снижающим эффективность его работы, был низкий технический уровень вагонеток. Основная причина этого заключается в том, что применяемый тип вагонеток не приспособлен к транспортированию абразивных крупнокусковых руд и они быстро выходят из строя. Усиление вагонеток ребрами жесткости и различными накладками непосредственно на шахтах повышает срок их службы в 1,5-2 раза, однако и в этом случае срок их эксплуатации в 2 раза ниже принятого срока амортизации.
При существующей технологии разгрузки глухих вагонеток даже небольшая деформация корпуса вагонетки затрудняет их прохождение через опрокиды. В связи с этим на рудниках дополнительно устанавливают специальное оборудование для ''правки'' кузова вагонеток (различные прессы и др.).
Вибропи- татель Уста- нов- ленная мощность, кВт Угол наклона маш., градус Г абариты, м Масса, кг
Ширина Длина Высота
ВДПУ- 22 15-20 6300 1240 715 4,8
4ТМ 30 3-7 5090 1250 460 4,5
ВДПМ- 22 0-15 4700 1400 1385 4,5
6 14 5-10 4650 1300 1230 3,0
ВВДР-5 30 4650 1600 1400 10,3
ПВРА- 13 -- -- 5300 1480 1200 4,5
М СО пневматич. двига- тель 5260 1800 3250
Это предопределяет дополнительные затраты времени и существенно снижает коэффициент использования подвижного состава и разгрузочных пунктов.
Совмещение операций выпуска и погрузки руды вызывает жесткие технологические противоречия между непрерывными средствами выпуска и погрузки и цикличным по своему характеру электровозным транспортом, что является одной из главных причин того, что эксплуатационная производительность питателей на выпуске и погрузке руды из очистного блока ниже их технической в 10-15 раз, а эффект непрерывного выпуска практически не сказался на росте интенсивности погрузочно-транспортного процесса.[3,стр.8-9].
Для повышения производительности транспортной системы в целом необходимо добиваться роста показателей всех ее звеньев, а также перехода от отдельных высокопроизводительных средств выпуска и доставки руды к сбалансированным по производительности транспортным системам, обеспечивающим непрерывную технологию транспортировки полезного ископаемого.
Интенсификация погрузочнотранспортного процесса может осуществляться только на базе технического перевооружения, как при строительстве новых, так и реконструкции действующих рудников, так как опыт работы железорудных предприятий России показал, что применяемые технологии подземных горных работ могут обеспечить сравнительно высокие технико-экономические показатели, но реализовать в полной мере эти возможности не позволяет отсутствие обновленных средств механизации проходческих и очистных работ, в частности, самоходного оборудования. Отмеченное выше указывает на перспективность и целесообразность дальнейших исследований по созданию новых технологических схем с применением самоходной погрузочно-доставочной техники в условиях мощных рудных месторождений.
110
Основными, принципиально важными направлениями создания новой горнорудной техники являются:
♦ обеспечение самоходности -полный переход от переносного оборудования к пневмоколесному и гусеничному, что определяется необходимостью значительного повышения темпов роста производительности труда на подземных работах;
♦ автономность- устранение силовых коммуникаций и замена их независимыми источниками энергии (на первом этапе в качестве основного типа автономного привода используются малотоксичные дизельные двигатели);
♦ совмещение функций - переход от оборудования одноцелевого назначения к многоцелевому (погру-зочно- транспортные машины);
♦ автоматизация - дистанционное и программное управление машинами на основе научных данных об оптимальных режимах работы в изменяющихся горнотехнических условиях;
♦ агрегатирование, стандартизация и унификация - создание узлов и элементов, позволяющих комплектовать оборудование из однотипных унифицированных частей, что существенно повышает его надежность и позволяет снизить трудоемкость изготовления и ремонтных работ.
В настоящее время ведутся конструкторские проработки по устранению указанных недостатков по пути внедрения высокопроизводительной и мобильной самоходной техники . Одним из перспективных видов самоходного оборудования являются ковшовые погрузочно - транспортные машины на пневмоколесном ходу с дизельным приводом . Они предназначены для погрузки и транспортирования отбитой горной массы от забоя до рудоспуска, а также для погрузки горной массы в различные транспортные средства, зачистки и устройства дорог для доставки оборудования, материалов и т.п. Применение ковшовых погрузочно - транспортных
машин позволяет одновременно вести работы в нескольких забоях, комплексно механизировать основные и вспомагательные работы при помощи одной высокопроизводительной машины .
Исследованиями и практикой эксплуатации установлено, что по-грузочно - транспортные машины целесообразно при длине траспор-тирования 50-300 м, углах наклона выработок, по которым производится транспортирование руды, 10-12 градусов, пергон может осуществляться по выработкам с углом наклона до 18 град.; при минимальном радиусе закругления 8-10 м .
Создателем конструкций отечественных ковшовых и ковшовобункерных погрузочно- транспортных машин является НИПИгормаш, заводами изготовителями - Донецкий машиностроительный завод им. Ленинского комсомола Украины и Воронежский завод горно-обогатительного оборудования.
В отличие от отечественных разработок ведущие в этой области компании запада достигли более высоких технических характеристик при создании погрузочно-доставочной техники.
Одним из крупнейших в мире изготовителей ковшовых ПДМ является фирма ''Вагнер'' (США). В настоящее время она выпускает машины стандартного типоразмера 12 марок с ковшом вместимостью от 0,76 до 9,9 м3.
Наиболее широко на зарубежных рудниках применяется ПДМ марки Т-5А грузоподъемностью 8 т. Эта машина оборудована двигателем мощностью 127,9 кВт; сила тяги составляет 220 кН.
Машины фирмы ''Вагнер'' применяют на различных зарубежных рудниках. Например, на руднике ''Кируна'' (Швеция) для транспортирования руды на расстояние до 250 м используют Т-8А со сменной производительностью 1200-1500 т.
Фирма ''Эймко'' (США) занимает одно из ведущих мест в мире по производству ПДМ. Типовой ряд включает машины с ковшом
ГИАБ
вместимостью от 0,73 до 11,5 м3. Стандартные модели ПДМ оснащаются дизельными двигателями типа ''Дейц'' (ФРГ) или ''Катерпилляр'' (США).
В 1980 году фирма '' Эймко '' начала разработку новых ПДМ серии 920. Все основные узлы машины были размещены на одной раме, что позволяло в случае необходимости быстро перевести машину с дизельного на электрический привод. Особенностью новых машин стали более комфортабельные условия для оператора. Машины оснащены системой дистанционного управления.
Машины с дистанционным управлением стали широко использоваться на подземных рудниках Финляндии. На руднике ''Ваханти'' системой ''ТООТЕ'' оборудовали ПДМ ''Торо 350 Д''. Дистанционное управление позволило убирать отбитую руду из камер при системе разработки подэ-тажными штреками. Обычным способом убирать эту руду невозможно, так как нахождение людей в открытой камере запрещено правилами безопасности. Затраты
на оборудование ПДМ системой дистанционного управления быстро окупаются.
При транспортировании руды на расстояние около 300 м производительность машины - 100 т/ч, она может эксплуатироваться до 22 ч/сут. Особенность ПДМ - ГХХ-12 - наличие специального дополнительного устройства для очистки выхлопных газов. В случае необходимости машину можно оборудовать электроприводом, длина кабеля при этом составит 300 м.
Фирма ''Атлас Копко'' (Швеция) выпускает ПДМ оригинальной конструкции (двойной ковш общей вместимостью 3 м3 и грузоподъемностью 6 т). При порожнем пробеге верхний (внутренний) ковш опускается в нижний. При загрузке сначала заполняется верхний ковш, который затем поднимается над нижним и фиксируется в транспортном положении. Затем загружается нижний ковш. Машина с полными ковшами передвигается к месту разгрузки. Ковши разгружаются одновременно. Для очистки ковшей от налипших кусков сырой
породы предназначена система гидроочистки, с помощью которой через специальные форсунки водой смывают налипшую породу.
Одним из наиболее значительных достижений западных фирм, которое уже сейчас предопределяет концепцию использования ПДМ, является постепенное внедрение робототехники и автоматизации всех производственных процессов и это внедрение будет продолжатся на протяжении двух ближайших десятилетий.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Горные Известия 1997г №8 «Завтрашний день погрузочно-доставочных машин».
2. Горное оборудование ;выпуск 4 «Состояние и перспективы развития горного оборудования для подземной разработки рудных месторождений» г. Москва;1991 г.
3. О.В. Славиковский «Погрузочно-транспортный комплекс рудника» г. Москва, Изд. «Недра» 1990 г.
© Ю.В. Вакулов
