CC BY
456
_______________________________________ © В.И. Галкин, Е.Е. Шешко,
2011
УДК 622.271; 622.61
В.И. Галкин, Е.Е. Шешко
ПРОБЛЕМЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ В ГОРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИ
Рассмотрены возможные транспортные системы, используемые на открытых и подземных горных работах. Показаны наиболее эффективные типы транспортных машин, применение которых в транспортных системах позволяет увеличить их производительность и показатели надёжности.
Ключевые слова: транспортные системы, производительность, ленточные конвейеры, скребковые конвейеры, крутонаклонные конвейеры с прижимной лентой, трубчатые конвейеры, локомотивы, автосамосвалы, дизель-троллейвозы, мобильные дробильные установки, бункер, вспомогательный транспорт, монорельсовый локомотив, дизелевоз.
ТЪ последние десятилетия, в связи в возрастающей потребно-
-Л-^стью промышленности в твёрдых полезных ископаемых наметилась тенденция увеличения производительности добычных машин, что привело к созданию современных высокопроизводительных транспортных машин.
Открытый способ разработки месторождений полезных ископаемых, получивший значительное развитие в первой половине XX столетия, продолжает играть существенную роль в развитии большинства горнодобывающих стран мира (Россия, Казахстан, Украина, США, Китай, Австралия, Бразилия, Чили).
Характерной особенностью современного периода является увеличение глубины разработки месторождений и усложнение горно-геологических условий месторождений.
Наиболее сложное, трудоемкое и затратное звено процесса разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом - транспорт, доля которого в себестоимости добычи составляет 60-75%, особенно в глубоких карьерах. Поэтому необходимо определить роль и место различных видов машин в транспортной системе карьера.
Железнодорожный транспорт, начиная с 30-х годов прошлого столетия, имеет большое распространение на карьерах и разрезах. Мощные тяговые агрегаты постоянного и переменного тока (ПЭ2,
ПЭ3Т, ОПЭ1) производства Новочеркасского и Днепропетровского заводов, во второй половине прошлого века сыграли большую роль в интенсификации открытых горных работ на карьерах и разрезах Советского Союза.
В настоящее время в карьерах и разрезах, использующих железнодорожный транспорт, он в комбинации с другими видами транспорта он по-прежнему играет значительную роль в системе транспортирования горной массы, в том числе и на глубоких карьерах.
Вместе с тем существующие тяговые агрегаты по своему техническому уровню не могут эффективно работать в настоящее время в глубоких карьерах. Необходимо создания принципиально новых локомотивы на основе применения асинхронных и индукторных тяговых двигателей, позволяющих увеличить их мощность на 25-30%, принципиально новых тормозных устройств, применение которых может сократить тормозной путь в 1,5-2 раза.
Выпущенные Новочеркасским заводом несколько единиц модернизированных тяговых агрегатов НП1 кардинально не отличаются от прежних моделей, хотя в некоторых случаях несколько облегчают эксплуатацию, обеспечивая увеличение реализуемой силы тяги на - 8%.
Рис. 1. Модернизированный тяговый агрегат НП1 Новочеркасского завода
Более того, парк думпкаров к настоящему времени практически ограничен несколькими модификациями (грузоподъемностью 66 и 105 т), изготавливаемых или восстанавливаемых рядом заводов (ООО «Уральская Железнодорожная Компания», ОАО «Брянское предприятие промышленного железнодорожного транспорта», ОАО «Завод металлоконструкций» и др.). Предлагаемые заводами думпкары грузоподъемностью 143-150 т имеют вместимость на уровне думпкара ВС-145. Появившийся во второй половине XX века думпкар грузоподъемностью 180 т, несмотря на многочисленные конструктивные усовершенствования, не получил распространения на карьерах. Более того, существующие габариты подвижного состава карьерного железнодорожного транспорта ограничивают его работу в комплексе с экскаваторами с ковшами вместимостью превышающей 12-15 м3, что обуславливает низкую производительность выемочно-погрузочного комплекса. Все это снижает, и в дальнейшем будет снижать роль железнодорожного транспорта в транспортной системе горных предприятий.
Широкое распространение на карьерах получил автомобильный транспорт. В ведущих странах мира и, в частности, в России автомобильным транспортом перевозится до 75% горной массы. Средняя грузоподъемность самосвалов по сравнению с 1990 г. возросла в 1,25 раза, и на крупных карьерах - достигает 120 т.
До недавнего времени, на карьерах и разрезах страны, основным видом автосамосвалов, занимающие лидирующее положение, были машины Белорусского автомобильного завода, грузоподъемностью 30-320 т.
В последние годы качество самосвалов ПО «БелАЗ» повысилось за счет применения дизельных двигателей и некоторых узлов ведущих зарубежных фирм (Ситт^, Detreit-Diezel, Deutz), имеющих улучшенные мощностные и топливные характеристики.
В каждом классе грузоподъемности выпускается, как правило, несколько модификаций и исполнений в зависимости от комплектации различными дизельными двигателями, типами трансмиссий, платформами и другими узлами, а так же от условий эксплуатации и типа транспортируемого груза. Применение зарубежных дизельных двигателей с электронным управлением и центральной отключаемой крыльчаткой системы охлаждения,
Рис. 2. Карьерный самосвал БелАЗ-7560 с электрической трансмиссией переменного тока (двигатель QSK 78-С мощностью 2610 кВт) грузоподъемностью 320 т, и геометрическим объёмом кузова (с "шапкой”), 139 (199) м3
обеспечивает высокую удельную мощность, скорость самосвала на подъеме и топливную экономичность БелАЗов. По требованию заказчика может устанавливаться электростартерный пуск, топливные фильтры с подогревом, система предпускового подогрева и ряд других опций. Электронная система управления позволяет быстро и качественно провести диагностику дизельного двигателя и его систем. Большое значение имеет тот факт, что двигатели соответствуют ограничениям ЕРА по выбросам отработавших газов. Система охлаждения двигателей позволяет эксплуатировать самосвалы в различных климатических условиях.
Гарантийный ресурс самосвалов ПО «БелАЗ» грузоподъемностью 120-220 т повышен до 600 тыс. км, в том числе за счет широкого внедрения на заводе компьютерных технологий при проектировании узлов и базовых опорных конструкций машин.
Рис. 3. Автосамосвал Cat - 785.грузоподъемностью 118-136, объем кузова с шапкой 2:1- 78 м3
За последние десятилетия на рынке появилось значительное количество автосамосвалов грузоподъемностью до 360 т, разработанные ведущими мировыми фирмами Komatsu, Caterpillar ,Unit Rig, Terex, Euclid и др.
В настоящее время карьеры достаточно активно пополняют свои парки большегрузными самосвалами этих фирм, имеющими высокие эксплуатационные характеристики (высокую производительность, низкий удельный расход топлива и масел, незначительные выбросы в атмосферу вредных газов, повышенную надежность и долговечность) и высокую стоимость по сравнению с более распространенными в России автосамосвалами Белорусского автомобильного завода.
Вместе с тем глубина некоторых карьеров превысила в настоящее время 500 м и имеются проекты ее увеличения до 1000 м. Сегодня, эти карьеры обеспечивают добычу 90%
Рис. 4. Гусеничные самосвалы и троллейвозы в карьере
минерального сырья, извлекаемого открытым способом. Показательную группу глубоких карьеров, выделяющихся значительными объемами перемещаемой горной массы, а также спецификой горнотехнических и климатических условий составляют: кимберлито-вые карьеры АК «АЛРОСА», разрез «Нерюнгринский», Михайловский, Лебединский, Стойленский, Костомукшский, Оленегорский, Ковдорский, Качканарский, Коршуновский ГОКи России, железорудные карьеры Криворожского бассейна Украины, карьер «Му-рунтау» Навоийского ГМК в Узбекистане, ряд карьеров Казахстана.
В этой связи необходимо отметить возможности гусеничных автосамосвалов, позволяющие увеличить подъемы трасс и уменьшить длину транспортирования, систем троллейвозного и дизель-троллейвозного транспорта, способных использовать электрическую энергию на крутых затяжных подъемах, что приводит к уменьшению расхода топлива на 50%, снижает массу вредных выбросов, и примерно в два раза увеличивает производительность автотранспорта (рис. 4, 5).
Троллейвозы и дизель-троллейвозы успешно работают за рубежом и пока не реализованы в нашей стране.
В настоящее время, приоритетной, при отработке глубоких горизонтов является циклично-поточная технология (ЦПТ), эффективность которой доказана опытом работы отечественных и зарубежных карьеров. Применение ЦПТ позволяет достичь высокой концентрации производства, улучшить показатели использования горнотранспортного оборудования, обеспечить высокую степень
автоматизации технологических процессов и повысить эффективность работы предприятия в целом.
Рис. 5. Дизель-троллейвоз ПО «Белорусский автомобильный завод»
Проведенные исследования показали, что удельное энергопотребление в ЦПТ по сравнению с цикличной технологией ниже на 14-16%. Это важно в условиях постоянного повышения цен на энергетические ресурсы. Нельзя не учитывать, что тепловая энергия более чем в 2 раза дороже электрической, поэтому необходимо стремиться к более широкому применению конвейерного транспорта в карьерах.
На зарубежных карьерах, автомобильный транспорт в самостоятельном применении и в комбинации с конвейерным, всегда был доминирующим. Применение передвижных и переносных дробильно-перегрузочных пунктов, которые должны сооружаться в непосредственной близости к рабочей зоне карьера, позволяет рационально использовать автомобильный транспорт и повышает гибкость систем с циклично-поточной технологией (рис. 6).
На рис. 7 показано ДНУ, разработанное горной компанией «Логинов и партнеры», которое состоит из рамы, ковшей, ходовой части и двухвалковой шнекозубчатой дробилки.
Горная масса с кусками до 1500 мм автосамосвалами грузоподъемностью до 180 тонн загружается в ковши ДНУ, которые
Рис. 6. Передвижная дробильная установка Уральского машиностроительного завода: 1 - бункер, 2 - пульт управления, 3, 4 - кран, 5 - конусная дробилка, 6 - передвижная платформа, 7 - погрузочный конвейер, 8 - питатель
при помощи гидравлического или канатного механизмов подъема, перемещают горную массу в приемную часть дробилки. Из выходного отверстия дробилки, горная масса с кусками до 300 мм загружается на ленту обычного ленточного конвейера или крутонаклонного. Негабариты, попадают в ловитель, который сбрасывает их за пределы ДПУ или подает на дробление в установленный бутобой. Производительность ДПУ 2000 м3/ч, масса - 600 т.
В зависимости от производительности установки, прочности и абразивности дробимых пород ДПУ такого типа могут оснащаться щековыми, шнеко-зубчатыми или конусно-валковыми дробилками типа КВКД.
В этих условиях, как показывает мировая практика, реальными вариантами подъема горной массы с глубин 400-1000 м являются конвейерные подъемники, в частности крутонаклонные конвейеры с прижимной лентой, рис. 8. Конвейеров с аналогичными схемами насчитывается за рубежом порядка 200 единиц, в том числе на карьерах и шахтах.
Крутонаклонные конвейеры с прижимной лентой универсальны, в большой степени унифицированы со стандартными ленточными конвейерами, способны работать под углами
, Дробилка дшз із<нузоо
Рис. 7. Дробильная передвижная установка ДПУ производительностью 2000 м.куб./час: (а - схема, б - чертеж, в - общий вид установки). Горная компания «Логинов и партнеры»
наклона до 90°, иметь нестандартную конфигурацию. Горная масса при транспортировании герметично закрыта между грузовой и прижимной лентами.
Два традиционных привода для двух ленточных контуров дают возможность создания установок с высокими мощностями, высотой подъема одним ставом при современной прочности лент до 300 метров, а возможность реализации значительных скоростей движения (3-6 м/с) - с высокими производительностями (до 15000м3/ч).
Размер максимального куска в эксплуатирующихся установках составляет 250-300 мм. Горная масса поступает с загрузочного устройства 4 на горизонтальный или слабонаклонный участок 8. Груженая ветвь основного контура (1), опирающаяся на загрузочном участке (8) на трехроликовые опоры (сечение А-А), транспортирует горную массу до переходного участка 11, на котором груз удерживается только силой прижатия грузонесущей ленты к прижимной ленте контура 2 (сечение Б-Б).
После переходного участка горная масса попадает на крутонаклонную часть конвейера 10, где для удержания груза устанавливаются прижимные модули 3 (сечение В-В). После крутонаклонной части горная масса поступает на переходной разгрузочный участок 12, на котором прижимная лента постепенно снимается с материала.
Конструктивная схема дает возможность создания типовых модульных и нестандартных схем подъема. Использование крутонаклонного конвейерного подъема горной массы из карьера значительно снижает расстояние транспортирования и повышает надежность работы всей системы ЦПТ.
Конвейерные подъемники располагаются на постоянном или поставленном на долговременную консервацию борту карьера в открытых выработках.
Связь конвейерного подъемника с дробильно-перегру-зочным пунктом можно осуществлять через полустационарный конвейер. На рис. 9 показана схема первой стадии установки крутонаклонного конвейера с прижимной лентой на карьере «Майданпек» (Сербия) производительностью Q = 4000 т/ч, высотой подъема Н = 93,5 м, углом подъема в = 35,5°(плотности транспортируемого груза ур = 2,08 т/м3 и максимальном размере куска атах = 250 мм, скорость движения конвейерных
Рис. 8. Схема крутонаклонного конвейера с прижимной лентой:
1 - грузовой контур конвейера; 2 - прижимной контур конвейера; 3 - прижимные устройства; 4 - загрузочное устройство; 5 - натяжной устройство грузонесущего контура; 6 - натяжное устройство прижимного контура; 7 - приводы грузонесущего и прижимного контуров; 8 - загрузочный участок; 9 - переход груза с крутонаклонной части на пологий участок; 10 - крутонаклонный участок; 11 - нижний переходной участок; 12 - верхний переходной участок; 13 и 14 - верхние и нижние роликоопоры груженого контура; 15 - металлоконструкция конвейера; 16 -верхняя и нижняя ветви груженого контура; 17 - верхняя и нижняя ветви прижимного контура
лент V = 2,67 м/с, ширина В = 2000 мм). Мощность привода грузонесущего контура Ыгр = 900 кВт, прижимного-Ж„р = 450 кВт. Длина транспортирования автосамосвалами составляла бы - 2 км, при 1012 автосамосвалов грузоподъемностью 120 т.
Ожидается пуск уникального по высоте подъема, производительности и условиям эксплуатации крутонаклонного конвейера с
прижимной лентой, разработанного и созданного в ЗАО «НКМЗ» для карьера «Мурунтау», Навоийского ГМКа.
Рис. 9. Крутонаклонный конвейер с прижимной лентой с дробильноперегрузочным пунктом и полустационарным загрузочным конвейером на карьере «Майданпек»
Крутонаклонный подъем планируется осуществить на высоту подъема полезного ископаемого 270 м (КНК-270) при производительности Q = 3500 т/ч, углом подъема в = 37° (плотность транспортируемого груза ур = 1,75 т/м3, максимальный размер куска атах = 300 мм, скорость движения конвейерных лент V = 3,15 м/с, ширина В = 2000 мм) Мощность привода грузонесущего контура Ыгр = 3780 кВт, прижимного - Ыпр = 1260 кВт).
Способность крутонаклонных конвейеров с прижимной лентой иметь нестандартные схемы использована в схеме КНК-270. Нижняя и верхняя пологие части крутонаклонного конвейера выполнены без прижимной ленты (рис. 10).
Предполагается возможность последующей установки крутонаклонного конвейера с высотой подъема 180 м (КНК-180). На ка-
рьере уже функционирует крутонаклонный конвейер (перегружатель) с прижимной лентой на высоту подъема 30 м
Рис. 10. Профиль «ЦПТ - руда» с КНК-270, Мурунтау, Узбекистан
(КНК-30), изготовленный ОАО «Азовмаш» (г. Мариуполь») и эксплуатируемый в качестве перегружателя на южном борту в комплексе ЦПТ.
Этот конвейер показал хорошую работоспособность и перспективность применения этого типа конвейеров, но при такой незначительной высоте не мог проявить всей специфики работы.
Накопленный опыт в области применения конвейерного транспорта угля в отечественной и зарубежной практике при транспортировании рыхлых вскрышных пород в комплексе с роторными экскаваторами подтвердил высокий уровень производительности труда, достигаемый при автоматизации работы оборудования. К сожалению, область применения схем сплошной конвейеризации на карьерах и разрезах России ограничена.
Более рациональной является концепция использования мобильной дробильной установки, передвигающейся вслед за экскаватором, обеспечивая в комплексе с передвижными конвейерами непрерывность ведения экскаваторных работ (рис. 11).
Опыт создания и эксплуатации передвижных дробильных установок имеется и на отечественных заводах и карьерах.
В последние годы, в различных отраслях промышленности, всё более широко применяются ленточные трубчатые конвейеры (ЛТК) (рис. 12).
Рис. 11. Передвижная дробильная установка фирмы «Тиссен Крупп»
Рис. 12. Трубчатый конвейер, установленный на поверхности шахты (обогатительная фабрика)
По данным фирмы «Ckit» из ЮАР, в настоящее время более 750 трубчатых конвейеров работают на 600 промышленных объектах, причем область их применения достаточно широка - горная, металлургическая, цементная, промышленность стройматериалов и удобрений тепловые станции, химическая.
Данный тип конвейера успешно применяется для транспортирования угля, дроблёной руды, гипса, цемента, зерна, биомассы, удобрений, химических материалов, отходов при производстве бумаги, пастообразных материалов и т.д. В последнее время такие конвейеры конвейера всё больше применяется в мировой горнодобывающей промышленности.
Это связано с тем, что ленточный трубчатый конвейер способен транспортировать груз по пространственной трассе (заданные радиусы кривизны в вертикальной и горизонтальной плоскости), что позволяет исключить пункты перегрузки, а следовательно, снизить эксплуатационные затраты и увеличить надёжность работы транспортной системы.
В настоящее время, в Индии, датской фирмой «Shmidt», смонтирован конвейер длиной 4400 м, с производительностью 4000 т/ч по углю. Следует отметить, что в России данный тип конвейера не производится.
Последнее время, при подземной добыче полезного ископаемого, наметилась тенденция сокращения числа добычных участков, за счёт применения в забоях надёжных и высокопроизводительных добычных и транспортных комплексов.
Все транспортные системы шахт и рудников обычно разделяют на две группы: простые и комбинированные транспортные системы.
Простые транспортные системы - состоят из одного вида транспортных машин предназначенных для транспортирования полезного ископаемого: конвейерный, гидротранспорт, локомотивный. Такие системы наиболее эффективны и высокопроизводительны, более просты в эксплуатации и управлении.
Комбинированные транспортные системы являются наиболее сложными с точки зрения эксплуатации и требуют специальных систем управления и автоматизации.
В транспортных системах угольных шахт расчётная производительность формируется в забое, где в качестве основного транспортного средства используется скребковый конвейер.
Рис. 13. Рештак скребкового конвейера фирмы «BUCYRUS» США
В забоях российских шахтах в основном используются конвейеры производства Г ермании, США, Польши и Российского производства.
Из отечественных производителей наибольшее распространение получили конвейеры типа "Анжера" (макс. длина - 350 м, производительность - 1800 т/ч, мощность привода 3*600 кВт, калибр цепи 38*137 мм, с разрывным усилием 1800 кН).
Из зарубежных производителей наиболее высокопроизводительными являются забойные скребковые конвейеры фирмы «BUCYRUS», США, имеющие длину транспортирования до 470 м. Максимальная производительность по углю - 6000 т/ч, годовая -20 млн. тонн.
Максимальная установленная мощность двигателей привода таких конвейеров составляет 5400 кВт, ширина става - от 932 до 1742 мм (рис. 13).
Ставы конвейеров этого типа выпускаются на базе катаного профиля, а изготовление боковины из двух катаных элементов позволяет применять средние листы разной толщины - от 30 до 50(60) мм. По заказу могут быть изготовлены более дорогие литые боковины.
Ресурс рештака составляет 20,0 млн. т транспортируемого угля. Усилия на разрыв замкового соединения - 4500 кН. а скорость движения цепи - от 1,0 до 2,0 м/с.
Плоские круглозвенные цепи имеют максимальный калибр 52* 175 мм, с разрушающей нагрузкой 4500 кН.
В качестве средств конвейерного транспорта по участковым и магистральным выработкам на шахтах РФ применяются ленточные конвейеры с шириной ленты 800, 1000, 1200 и 1400 мм, с максимальной часовой производительностью 3200 т/ч, при максимальной скорости движения ленты 4,5 м/с, - конвейер КЛКТ-140, (Завод «Красный октябрь»), который может изменять длину ленты на 100 м, (телескопическое устройство).
Приводная станция этого конвейера укомплектована импортными приводными блоками (эл. двигатель, гидромуфта, редуктор).
Длина шахтных ленточных конвейеров, в одном ставе, может достигать до 3000 м., а суммарная мощность до 1500 кВт, как во взрывобезопасном, так и в общепромышленном исполнении.
На шахте «Распадская» для обеспечения высокопроизводительной работы транспортной системы по транспортированию угля с минимальными потерями его качества используются импортные ленточные конвейеры и перегрузочное оборудование описание, которого представлено ниже.
Грузопотоки, в среднем 1600 т/ч, из лав мощных пластов, где работают комплексы SL300 фирмы «JOY» поступают на телескопические, ленточные конвейеры фирмы «JOY» - J082, установленные в штреках примыкающим к лавам. После этого уголь перегружается на магистральные ленточные конвейеры J083 или J084 транспортирующие уголь по уклонам (бремсбергам) пласта до спиральных спусков. Основные параметры конвейеров работающих в транспортной системе шахты «Распадская» приведены в табл. 1.
Спиральные спуски обеспечивают ритмичный перепуск угля на нижний горизонт до аккумулирующих пластовых горных бункеров. Сопряжение ленточных конвейеров реализуется с помощью приемных воронок, оборудованных загрузочными устройствами, обеспечивающими рациональное положение и формирование потока угля на ленте. Над всеми приемными воронками, подающими уголь в спиральные спуски, устанавливаются колосниковые грохоты, ограничивающие поступление в спуски негабаритов угля и посторонних предметов.
Параметры ленточных конвейеров применяемых на шахте «Распадская»
Обозначение конвейера J082 J083 J084
Параметры конвейеров Транспортные выработки
Конвейерный Главный путе- Западный и во-
штрек вой квершлаг сточный уклоны-
Производительность, т/ч 1300 2200 2200
Приёмная способность, 31,4 62,4 62,4
Максимальная длина кон- 2000 2200 8800
Ширина ленты, м 1,2 1,4 1,4
Длина роликов рабочей 0,45 0,53 0,53
Угол наклона боковых ро- 35 30 30
ликов на верхней ветви
Скорость движения ленты, 2,67 3,5 3,5
Мощность привода, кВт 2*250 2*300 3*800
На выходе приемной воронки - под спиральными спусками, установлен ленточный питатель, который может подавать уголь на один из двух ленточных конвейеров, параллельно смонтированных в грузовом квершлаге. Привод ленточного питателя имеет реверс, за счёт чего груз может подаваться на конвейеры J083 фирмы «JOY», установленные в двух квершлагах длиной 1820 м. С этих конвейеров уголь передаётся на и конвейеры J084, установленные в наклонных стволах длиной 1580 м, пройденных по пласту. После этого уголь поступает в горный бункер, служащий для выравнивания грузопотока, и равномерной загрузки ленточных конвейеров
установленных в общешахтных наклонных стволах длиной 217 м, с 1 /->0
углом наклона около 12 , по которым и выдается на поверхность.
Установка двух параллельно работающих магистральных ленточных конвейеров обеспечивает надежную транспортировку угля с пропускной способностью не менее 2400 т/ч.
Таким образом, для доставки полезного ископаемого от забоя до поверхности шахты используется транспортная система, состоящая из мощных ленточных конвейеров (в основном фирмы «JOY»), перегружателей, питателей, спиральных спусков и горных бункеров.
На поверхности грузопотоки угля при необходимости разделяются и поступают в бункеры, силосного типа, шахтного угольного склада или обогатительной фабрики.
Вспомогательный транспорт оборудования и материалов по участковым и магистральным транспортным выработкам осуществляется с помощью дизельных доставочных машины типа «Эймко 912 ЕХ» с грузоподъемностью до 30 тонн. Также для вспомогательных работ используются машины HD 356, а для доставки людей в забои используют специальные подземные дизельные машины фирмы «Дрифтраннер» (Австралия).
На шахтах передовых угледобывающих стран ленточные конвейеры являются основным видом транспорта угля. Как правило, транспортное оборудование изготовляется индивидуально применительно к условиям конкретной шахты. Применяются конвейеры с производительностью до 20,0 тыс. т/с, или до 5 млн. т/год, с шириной ленты 1600-2000 мм и скоростью до 5 м/с.
Так, например, на шахте «Южная», запущенной в 2009 г., и расположенной в Кемеровской области на Глушинском каменноугольном месторождении, производство организовано по передовой технологии "шахта - лава". В 2010 году производительность шахты составляет 18 тыс. т/сут, или 2,4 млн. т в год.
Процесс транспортировки горной массы от очистного забоя до выдачи его на поверхность полностью конвейеризирован с применением импортного транспортного оборудования.
В очистном забое смонтирован высокопроизводительный очистной механизированный комплекс BUCYRUS DBT (США-Германия).
По забою длиной 200 м уголь транспортируется скребковым конвейером типа DBT "PF 4/1132" (BUCYRUS DBT - Германия). С забойного конвейера уголь передаётся на скребковый перегружатель типа DBT "PF 4/1032", L = 200 м. С перегружателя уголь поступает на конвейерную транспортную систему «Н+Е Logistik» (Г ермания), в которую входит 4 ленточных конвейера:
• конвейер по участковой выработке, длиной L = 1120 м;
• конвейер, установленный в "уклоне и наклонном стволе", с углом наклона 160, и длиной 2500 м;
• передаточный конвейер на поверхности длиной 160 м;
• радиальный перегружатель на поверхности, длиной 25 м с возможностью поворота на 2100 который формирует склад угля и осуществляет погрузку в транспортные средства поверхности.
Рис. 14. Шахтный подвесной дизельный локомотив DLZ110F чешской фирмы «Femt»
Перевозка людей в подземных выработках шахты осуществляется по монорельсовой подвесной дороге с применением дизельных локомотивов чешской фирмы <^егп1» (Чехия) (см. рис. 10). Применение такой дороги позволяет снизить риск травматизма, связанного с транспортировкой, доставкой материалов и оборудования.
Таким образом, транспортная система шахты «Южная» максимально упрощена т.к. сокращено до минимума количество конвейеров в цепочке, что увеличивает параметры надёжности транспортной системы и упрощает систему управления.
В комбинированных транспортных системах угольных шахт России в основном используются электровозы А8, В8, 2В8 и К10, К10 вместе с вагонетками с глухим кузовом емкостью 1,3 и 1,6 м3 на колею пути 600 мм и ёмкостью 2,5 и 3,3 м3 на колею 900 мм, а также вагонетки с донной разгрузкой емкостью 2,5 м3 и секционные поезда 2ПС-3,5 с разгрузкой через дно.
Установленная мощность отечественных электровозов ниже, чем зарубежных. На зарубежных шахтах применяются локомотивы, в том числе дизельные, со сцепным весом до 28 т, имеющие высокую единичную мощность (до 130 кВт).
На угольных шахтах США, Германии, Великобритании, Чехии, Словакии накоплен многолетний положительный опыт производства и применения дизелевозов, которые по сравнению с акку-
муляторными и контактными электровозами обладают следующими преимуществами:
• сокращаются капитальные затраты и эксплуатационные расходы поскольку отпадает необходимость в сооружении зарядных камер и проведении трудоемких операций по зарядке и замене аккумуляторных батарей, а также в создании подстанций и прокладке тяговой сети;
• уменьшается масса и габариты машины при одинаковой мощности и радиусе действия;
• достигается максимальная автономность локомотива;
• обеспечивается независимость тягового усилия от времени работы в течение всей смены; увеличивается мощность при равных габаритах по сравнению с аккумуляторными электровозами.
Так, например, чешская фирма <^егп1» изготавливает 4 типа дизелевозов отличающихся сцепным весом и тяговым усилием на крюке. Самый мощный из них DLP140F (рис. 15) имеет мощность двигателей 99,0 кВт, при сцепном весе 15,0 т и развивает максимальную силу тяги на крюке 40,0 кН. Дизелевоз может преодолевать уклоны до 3 5 0/00, и перемещаться по криволинейным выработкам с радиусами поворота 12 м.
На ряде зарубежных шахт применяют электровозы и пассажирские вагонетки для скоростной перевозки людей (от 24 до 40 км/ч), а также самоходные средства на пневмошинном ходу с дизельным, как на шахте «Распадская», или с электрическим приводом.
Узким местом подземного транспорта на шахтах РФ продолжает оставаться вспомогательный транспорт, несмотря на то, что применяется пакетирование грузов, и применение специальных платформ для транспортировки крупногабаритных, длинномерных и специальных грузов (в основном запасных частей машин). Современные виды вспомогательного транспорта - напочвенные и монорельсовые дороги - имеют крайне ограниченное применение.
Для механизации вспомогательного транспорта широко применяются напочвенные и монорельсовые дороги с канатным тяговым органом и с автономными дизельными, рис. 14, или аккумуляторными локомотивами.
Технический уровень отечественных монорельсовых дорог и локомотивов с одинаковым сцепным весом уступает зарубежным. В
первую очередь это касается скорости перемещения грузов, мощности электродвигателей, энергоемкости аккумуляторных_______________
Рис. 15. Рудничный дизелевоз DLP140F фирмы «Ferrit»
батарей, систем управления электродвигателями и ресурса машин.
Заключение
Таким образом, при оснащении и модернизации транспортных систем в большой степени применяется зарубежное оборудование, так как оно имеет высокие технико-эконо-мические показатели.
Развитие способов разработки месторождений твердых полезных ископаемых в мировой практике, в том числе и в России, в большой степени идет по пути создания предприятий большой глубины и производительности, главным условием успешной работы которых является решение транспортной проблемы.
Это обстоятельство является побудительным мотивом интенсивного развития исследований в области карьерного и подземного транспорта:
• разработка технических требований на модернизацию традиционных и создание специальных видов транспорта, соответствующих условиям их эксплуатации в конкретных горнотехнических и климатических условиях;
• оценка перспектив развития карьерного и подземного транспорта с учетом объемов перевозок, дальности транспортирования, высоты подъема горной массы, физико-механи-ческих свойств горных пород и экологических условий;
• оценка влияния технических характеристик карьерного и подземного транспорта на экономические показатели и горнотехнологические параметры горного производства, птш
— Коротко об авторах ------------------------------
Галкин В.И. - профессор, доктор технических наук, Шешко Е.Е. - профессор, кандидат технических наук, Московский государственный горный университет, Moscow State Mining University, Russia, [email protected]
A
