CC BY
120
Маликов Андрей Андреевич, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой ecology@ tsu. tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
DEVELOPMENT COMBINES FOR PROVIDING DEVELOPING MINING FIELDS FOR USING HIGHLY PRODUCTIVE PRODUCTION MECHANIZED COMPLEXES
A.B. Gabin, A.A. Malikov
Most progressive method of making development working now is mechanized one. During analysis of existed combine constructions we can see that rock disengagement from massif mechanizing and transport broken rock from development face providing those combines at high level and with enough high productive.
Key words: development combines, development working, production mechanized complexes, developing mining field.
Gabin Alexander Borisovich, Doctor of Technical Sciences, Full Professor, ecolo-gy@tsu.tula.ru , Russia, Tula, Tula State University,
Malikov Andrei Andreevich, Doctor of Technical Sciences, Full Professor, Chief of a Department, ecology@tsu.tula.ru , Russia, Tula, Tula State University
УДК 622.271
ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ УГОЛЬНЫХ РАЗРАБОТОК В КОЛУБАРЕ
Милош Груйич
Рассмотрены проблемы транспортных систем угольных разработок в Колу-баре. В целях поставки достаточного количества угля для выработки электроэнергии в Сербии, необходимо обеспечить надежное и эффективное функционирование всех необходимых систем. В настоящее время в карьерах Колубары функционируют несколько транспортировочных систем с многочисленными конвейерами. Представляется обзор конвейерных лент, которые в настоящее время используются в угольных разработках Колубары, а также анализ некоторых проблем, обычно возникающих во время конвейерных операций. Также рассматриваются некоторые вопросы транспортировки угля из Колубары на электростанцию в Обреноваке и оценивается влияние на окружающую среду.
Ключевые слова: ленточный конвейер, уголь, транспортировка, электростанция, Сербия, Колубара.
Колубарское угольное месторождение - самый крупный производитель электроэнергии в Сербии. Годовая добыча угля составляет 27 млн тонн и ведется в четырех открытых карьерах, из которых немногим более 92 % всей добычи отправляется на тепловую электростанцию в Обренова-
ке. Сжигание этого количества угля обеспечивает 54 % общего производства электроэнергии в Сербии.
Единственным методом транспортировки является конвейерный метод, который используется как для снятия покрывающей породы, так и для добычи породы, залегающей более глубоко, с использованием лопаст-но-колесных экскаваторов в сочетании с дробилками и погрузочными ленточными транспортерами. Все эти системы включают большое количество конвейерных лент.
Транспортировка такого значительного количества угля является серьезной и сложной задачей, учитывая, что расстояние между пунктами погрузки и разгрузки исчисляется десятками километров. Для этих целей в 1967 году была построена железная дорога протяженностью в 33,6 км, ведущая из Вреочи в Обреновак, к пункту А электростанции. В 1979 году к ней была добавлена ветка протяженностью в 14,4 км, ведущая к пункту Б электростанции. Ежедневные поставки угля в Обреновак достигают 90.000 т, что характеризует данную железную дорогу как одну из наиболее загруженных не только в Сербии, но и в Европе.
В настоящее время в угольном бассейне Колубары находятся 4 работающие открытые шахты (рис. 1). Ниже приведена добыча угля в них на 2005 год:
открытая шахта "В" - 1.200.000 т открытая шахта "Б" - 12.889.000 т открытая шахта Тамнава - Восток - 5.040.000 т открытая шахта Тамнава - Запад - 7.050.000 т Прогнозы по добыче угля на последующие периоды определяются как постепенный рост и, следовательно, в 2012-2020 годах планируется достижение уровня добычи в 35 млн т.
Рис. 1. Расположение систем угольных разработок в Колубаре
В настоящее время функционируют 15 транспортировочных систем с 85 конвейерами. Общая длина конвейерных лент составляет 64,946 м.
Ширина конвейерной ленты колеблется от 1500, 1600, 1800 до 2000 мм. Общая длина установленных конвейеров составляет 140 км. Слои конвейерной ленты изготавливаются из полиэстера и полиамида, металлических нитей или арамидов.
Наиболее часто встречающаяся длина лент - 1500 и 1600 мм, что означает необходимость их замены летами большей ширины. Этот факт недавно явился серьезным предметом исследований и анализов. Следует также отметить, что общая мощность конвейерных лент, установленных в Колубаре, достигает 91,415 кВт.
Вследствие наличия большого числа конвейеров, работающих в Открытых шахтах Колубары, возникает большое число проблем, связанных с их функционированием. Длительный и последовательный мониторинг и анализ остановок и простоев экскаваторно-конвейерных систем показал, что примерно 50 % всех простоев происходит из-за проблем с конвейерными лентами. Однако в случае только с транспортировочными лентами эта цифра уменьшается до 25 %.
Причины простоев конвейеров во многом варьируются, однако могут быть объеденены в несколько групп:
- механические простои;
- электрические простои;
- простои из-за технологических проблем;
- простои из-за обслуживания, очистки и проч.
Отказ электрооборудования является наиболее частой причиной простоев. В течение последних 20 лет их доля среди всех причин простоев колебалась от 35 до 40 %, и, несмотря на значительные улучшения, доля этих неполадок еще слишком велика.
Простои вследствие отказа резиновых конвейерных лент также случаются довольно часто, их доля составляет от 25 до 32 %. Однако этот показатель может быть ошибочным, поскольку цифры относятся в основном к тем лентам, которые находятся в эксплуатации более 10 лет (30 % лент в Колубаре).
Простои вследствие поломок других частей конвейеров (опорных роликов, барабанов, уплотнителей, очистителей лент и приводов) составляют менее 30 %. Принимаются регулярные превентивные меры по предотвращению электрических и механических отказов.
Простои вследствие технологических операций обычно связаны с перемещением, уменьшением или увеличением длины конвейеров и могут классифицироваться как «запланированные простои».
В случае простоев из-за обслуживания и чистки ситуация более сложная, особенно с экскаваторно-конвейерными системами. Учитывая, что поверхностный слой в Колубарском бассейне в основном состоит из
различных видов глины, во влажных условиях этот материал легко прилипает к ковшам, подающим механизмам, вагонеткам для перегрузки, очистителям и т.д. Этот процесс прилипания усугубляется в зимний период из-за морозов.
Наибольшие издержки в обслуживании определяются износом и разрывом резиновых лент. Однако широко известно, что ленточные конвейеры - устройства, которые должны работать в таких жестких условиях, как:
- удары при погрузке и разгрузке;
- частые колебания груза;
- перемещение конвейера в стороны;
- высокая концентрация пыли в местах загрузки/ разгрузки;
- климатические условия;
- различные свойства груза и др.
Кроме того, на конвейеры нередко попадает дерево во время удаления слоя покрывающих пород (бревна, пни, деревянные опоры, стволы), а также большие камни и валуны, что требует остановки системы и удаления возможных препятствий.
В целом, наиболее частыми причинами повреждения резиновых лент являются следующие:
- разрыв ленты вследствие случайного попадания на нее острых предметов;
- разрыв ленты вследствие предметов, застрявших в передающих механизмах;
- разрыв ленты вследствие попадания на нее слишком больших
глыб;
- разрыв краев ленты вследствие выскальзывания ленты из направляющей и т.п.
Каждый разрыв ленты отдельно фиксируется в журнале и анализируется для определения соответствующих превентивных мер. Ожидается, что внедрение последних информационных систем, которые должны охватывать все Открытые шахты, увеличит эффективность превентивных мер и уменьшит возможные причины и последствия простоев.
Уголь отправляют конвейерами из шахт на погрузочные пункты в Вреочи и Тамнаве. Оттуда уголь перевозят по железной дороге при полмощи электровозов. Среднегодовой показатель транспортировки рассчитан на 37 млн т. Электростанции включают склады, в которых может храниться количество угля, достаточное для бесперебойной работы станции в течение 12 дней.
Железные дороги для транспортировки угля из шахт Колубары к электростанции в Обреноваке имеют все характеристики железных дорог класса I с разрешенным давлением на ось в 80 кН и емкостью перевозки в
80 кН на 1 м. Максимальная скорость составляет 80 км/ч, максимальный тоннаж перевозок в день - 167000 т.
Основная ветка - Вреочи-Брагл-Стаблин-Обреновак - на участке Браггл - Стаблин двойная. В Вреочи эта железная дорога имеет ответвление к государственной железной дороге Белград - Бар. Ее длина составляет 33,63 км. Доставка угля в пункт B электростанции осуществляется с помощью одностороннего ответвления Стаблин - Ворбис длиной в 14,42 км, соединенной с основной железной дорогой. Уголь из Тамнавы перевозится по односторонней ветке Тамнава - Брагл длиной в 3,32 км.
Открытая железная дорога, рассчитанная на большую протяженность, питается током однофазового напряжения в 25 кВ, частотой в 50 Гц. Электричество поставляется от станции Брагл. Кроме того, на станции Вреочи возможно соединение с сетью государственных железных дорог.
Средние расстояния от пунктов загрузки до станций разгрузки следующие:
- Тамнава - пункт А электростанции...........24 км;
- Тамнава - пункт В электростанции...........31 км;
- Вреочи - пункт А электростанции............33 км;
- Вреочи - пункт В электростанции.............43 км.
Станции на дорогах для перевозки угля могут быть загрузочными, разгрузочными и промежуточными. Все станции, имеющиеся на железной дороге, оснащены значительным числом путей. На рис. 2 показаны все станции, существующие на дороге Вреочи - Обреновак с точным расположением путей.
Все станции оборудованы современными устройствами сигнализации и охраны, типа SIMENS или LORENC. Станция Обреновак оборудована центром удаленного управления энергообеспечения и транспортировок.
Вагоны и электровозы обеспечивают безопасное и надежное передвижение и полностью соответствуют стандартам и инструкциям, предусмотренным для этого процесса. Для того, чтобы отвечать этим требованиям, предоставляются специально спроектированные вагоны типа F ARBEL, оборудованные устройствами гидравлического открывания и закрывания дна вагона, что позволяет разгружать уголь в течение 1 -2 с.
Вагоны являются четырехосными и оборудованы двумя отделениями. Их тара составляет 23,6 т, максимальная загрузка - 56,4 т, общая длина, включая буферы, - 15,16 м. Общее число вагонов составляет 392 шт., 324 из которых - в постоянном использовании в 12 составах по 27 вагонов каждый.
Шесть электровозов 441 серии используются для перевозки вагонов (производитель - Рейд конкар). Еще шесть электровозов (производитель -Шкода) 443 серии используются для маневрирования. Общий парк локомотивов, используемых для перевозки угля, составляет:
- 8 локомотивов 441 серии мощностью 3860 кВт;
- 10 локомотивов 443 серии мощностью 880 кВт;
- 2 локомотива 661 серии мощностью 1328 кВт;
- 7 локомотивов СЕМ серии мощностью 330 кВт.
Перевозки в течение года предполагают надежную и своевременную доставку к угля к тепловым электростанциям в Обреноваке даже во внештатных ситуациях, когда необходимо дополнительное количество угля. В обычных условиях годовой объем доставки составляет 15 млн т в пункт А электростанции и 10 млн т в пункт В. Пиковые дневные значения, когда все блоки электростанции включены, составляют 55000 т для А и 36000 т для В.
Требуемые и пиковые объемы железнодорожных перевозок следующие:
Обреновак - Стаблин требуется 36.......макс. 62 поезда;
Ворбис - Стаблин требуется 24.......макс. 38 поездов;
Стаблин - Брагл требуется 60......макс.360 поездов;
Брагл - Тамнава требуется 30.......макс. 102 поезда;
Брагл - Вреочи требуется 30.......макс. 43 поезда.
Из вышеуказанных требуемых величин очевиден общий коэффициент использования. Данный факт подтверждается работой 600 человек на линии перевозок угля от бассейна Колубары до электростанции Обренова-ка (рис. 2).
Железная дорога, соединяющая станции Вреочи и Тамнава с разгрузочными пунктами А и В, проходит через населенную местность, сель-хозугодия и частично вырожденные площади, вызывая такие ущербные воздействия, как:
- загрязнение воздуха вследствие повышения концентрации пыли,
- шум и вибрации вследствие движения и маневрирования поездов,
- загрязнение окружающей среды вследствие выброса газообразных отходов и т.д.
Угольные шахты Колубары совместно с электростанцией им. Николы Теслы проявляют большую заинтересованность в проблемах окружающей среды и инвестируют значительные средства в улучшение экологической защиты данного региона. Значительные результаты были достигнуты в рекультивации почвы и контроле загрязнения воздуха на местности, окружающей завод по переработке угля в Колубаре. Ущерб, вызываемый летящим пеплом из электростатических осадителей, был успешно исключен.
Однако транспортировка угля из открытых шахт к тепловым электростанциям все еще создает серьезную экологическую угрозу, которая так и не была устранена с тех пор, как существуют разногласия между двумя территориальными подразделениями, находящимися в ведении разных местных властей.
Рис. 2. Расположение железнодорожных станций на линии
Вреочи - Обреновак
Возрастание беспокойства об окружающей среде во всех небезопасных для нее регионах привело к общему более острому их осознанию, подтолкнув власти к действиям по улучшению защиты окружающей среды по маршруту перевозки угля из шахт на электростанцию в Обреноваке. Этот долгосрочный процесс требует пошагового подхода. Он включает в себя следующие действия:
1. Определение диапазона доступной технической документации по экологическим проблемам, связанным с перевозкой угля.
2. Определение настоящего состояния путем дополнительных измерений и просчета экологических рисков, связанных с перевозкой угля.
3. Экологическое планирование в целях улучшения настоящей ситуации и расстановки приоритетов.
4. Ликвидацию наиболее острых экологических проблем в соответствии с ранее установленными приоритетами.
Одним из важнейших промежуточных действий является установка мониторинговой системы с целью оценки уровня загрязнения, полученного за время перевозки угля, и определения критических точек на маршруте. Необходимо наличие мобильной лаборатории, с помощью которой возможно измерение уровней загрязнения в различных местоположениях и предоставление данных, по точности сравнимых с данными из стационарной лаборатории.
Угольный бассейн Колубары является крупнейшим производителем угля в Сербии, осуществляющим поставки для производства электроэнергии. Значительное число ленточных конвейеров, а также немалые расстояния транспортировки обеспечивают надежное производство. Для того чтобы обеспечить успешную добычу, необходимо точно определить рабочие условия каждой отдельной единицы транспортировки и тщательно проанализировать и определить все возможные причины простоев системы в будущем.
Перевозка угля из карьеров Колубары к тепловым электростанциям им. Николы Теслы в Обреноваке приносит значительный ущерб экологии. Железная дорога, используемая для перевозки угля, пересекает регионы, относящиеся к различным экологическим категориям, являясь серьезным экологическим риском для каждого из этих регионов. Следовательно, необходимо предпринимать решающие действия для улучшения данной ситуации. Успех таких действий во многом зависит от предварительной подготовительной работы, точной оценки настоящей ситуации и определения необходимых действий.
Список литературы
1. Grujic M. TRANSPORT MINERALNIH SIROVINA KROZ ZI-VOTNU SREDINU (monografja). RGF. Str.l 12. Beograd. 1998.
2. Grujic M., Loncar G. ENVIRONMENTAL ADVANTAGES OF EXTERNAL CONTINUOUS COAL CONVEYANCE// International symposium 6lh continuous surface mining. Freiberg, 2001. P. 233-241.
3. Grujic M., Tomic D. BELT CONVEYORS IN ,,KOLUBARA" OPEN PIT COAL MINES// XIII Miedzynarodowe Szmpozijum Stomil Wolbrom S.A. Zakopane, 2005. P. 59-68.
4. Grujic M., Tomic D., Nesic S. THE INFLUENCE OF COAL TRANSPORTATION FROM KOLUBARA OPEN PITS ON ENVIRONMENT// Transport & Logistics (mim.izd.) Kosice, 2005. P. 63-68.
Милош Груйич, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, ecology@tsu.tula.ru , Сербия, Белград, Белградский университет
PROBLEMS OF TRANSPORTATION SYSTEMS IN KOLUBARA OPEN PIT COAL MINES
Milos Grujic
In order to supply sufficient quantities of coal for power generation in Serbia it is necessary to provide reliable and efficient operation of all the systems involved. In Kolubara mining basin several conveying systems -with numerous conveyors are currently in operation. This paper presents the general overview of belt conveyors that are presently in use in the Kolubara Open Pit Mines and analyzes some problems that usually occur during operation. Some questions of coal transportation from Kolubara to power plant in Obrenovac and estimation of influence on environment are examined in this paper.
Key words: belt conveyor, coal, transport, electric power station, Serbia, Kolubara
Milos Grujic, Doctor of Technical Sciences, Full Professor, Chief of a Department, ecology@tsu.tula. ru, Serbia, Belgrade, Belgrade University
УДК 622.775
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ УРАНА
Г.В. Стась, Мпеко Нсендо Арди
Рассмотрены основные месторождения урана в различных странах. Проведен анализ радиогеохимических карт территории России. Одновременно оценены масштабы мобилизации, переноса и отложения урана в разных тектонических и термодинамических условиях.
Ключевые слова: уран, геохимический анализ, радиоактивность, рудные месторождения.
Средняя концентрация урана в земной коре довольно велика - 3-104 %. Это больше, чем, например, серебра (почти в 30 раз) или золота (примерно в 1000 раз). Его всегда довольно много, например, в гранитах - около 25 г на тонну. Немало его и в морской воде - примерно 3,4 мкг/л. В относительно тонком 20-километровом верхнем слое Земли содержится около 1014 т урана. Однако уран принадлежит к числу рассеянных элементов - лишь малая его часть сконцентрирована в рудных месторождениях с содержанием урана свыше 0,3 % (рис. 1).
Тем не менее, ранняя добыча урана происходила из очень богатых руд. Так, уранит из Конго, использованный США при создании атомного оружия, содержал до 65 % (по массе) чистой двуокиси урана. В настоящее время о таких рудах можно лишь мечтать, и к категории богатых относятся
