CC BY
19
ш
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
1. Ротач В. Я., Фыонг Н. З. К расчёту каскадных систем автоматического регулирования // Теплоэнергетика. - 1999. - № 10. - С. 10-16.
2. Розенвассер Е. Н., Юсупов Р. М. Чувствительность систем управления. - М. : Наука, 1981. -464 с.
3. Куцый Н. Н. Автоматическая параметрическая оптимизация дискретных систем регулирования: автореферат дис. ... д-ра техн. наук : 05.13.07. - Москва, 1997. - 44 с.
4. Маланова Т. В. Алгоритмическое обеспечение автоматической параметрической оптимизации систем с широтно-импульсной модуляцией: автореферат дис. ... канд. техн. наук : 05.13.01. -Иркутск, 2010. - 18 с.
5. Высотская О. В. Разработка и исследование алгоритма автоматической параметрической оптимизации для систем с широтно-импульсной модуляцией: автореферат дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06. - Иркутск, 2003. -17 с.
6. Гумовский И. Анализ чувствительности и устойчивость по Ляпунову // Чувствительность автоматических систем. - М.: Наука, 1968. -С. 3-25.
7. Широков Л. А., Петров И. К., Куцый Н. Н. Автоматическая оптимизация параметров многоконтурных систем с импульсным регулятором // Труды Всесоюзной школы-семинара по теории чувствительности систем управления и её применению «Чувствительность систем управления». - Владивосток. - 1976. - Т. I.- С. 279289.
8. Куцый Н. Н., Нгуен Дык Тханг Автоматическая параметрическая оптимизация двухконтурных систем с двумя амплитудно-импульсными регуляторами // Сборник трудов IV Всероссийской научно-практической конференции «Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов». - Томск. - 2010. -С. 132-142.
9. Иванов Г. М., Левин Г. М., Хуторецкий В.М. Автоматизированный многодвигательный электропривод постоянного тока. - М. : Энергия, 1978. - 160 с.
10. Стефани Е. П. Основы расчёта настройки регуляторов теплоэнергетических процессов. - 2-е изд., перераб. - М. : Энергия, 1972. - 376 с.
11. Гельфанд И. М., Шилов Г. Е. Обобщенные функции и действия над ними. - 2-е изд., пере-раб. - М. : Физматгиз, 1959. - 470 с.
УДК 622.349.5:622.619.4 Тюпин Владимир Николаевич,
д. т. н., профессор каф. БЖДиЗС ЗабИЖТ ИрГУПС тел. 89144408282, е-mail:bzhd@zab.megalink.ru Горковенко Николай Александрович, советник генерального директора ОАО ППГХО тел. 8-30-245-3-50-72 Алексеев Олег Николаевич, зам. главного инженераремонтно-механического завода ОАО ППГХО
тел. 8-30-245-3-20-52
ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТНОЙ ВЫЕМКИ МАЛОМОЩНЫХ УРАНОВЫХ РУДНЫХ ТЕЛ С ПРИМЕНЕНИЕМ УЗКОЗАХВАТНОЙ ПОГРУЗОЧНО-ДОСТАВОЧНОЙ ТЕХНИКИ
V.N. Tyupin, N.A. Gorkovenko, O.N. Alexseyev
SEWAGE CUTTING TECHNOLOGY OF LOW-CAPACITY URANIUM MINERAL ORES WITH AN APPLICATION OF DOMESTIC NARROW-CLAMP LOAD-DELIVERY TECHNIQUE
Аннотация. Изложены актуальные проблемы применения в технологии очистной выемки при доставке руды узкозахватной отечественной погрузочно-доставочной машины для отработки маломощных рудных тел. Представлены результаты производственных испытаний ПДМ ПД-1Э
и Microscoop-100Е. Приведен сравнительный анализ технико-экономических показателей отечественной и зарубежной горной техники. Сделаны выводы на предмет применения узкозахватной горной машины ПД-1Э в технологии очистной
иркутским государственный университет путей сообщения
выемки маломощных рудных тел и постановки ее в серийное производство.
Ключевые слова: система разработки, по-грузочно-доставочная машина, промышленные испытания, отработка.
Abstract. The article considers the actual problems of application of narrow-clamp domestic load-delivery machine for the developing of low-capacity mineral ores in the sewage cutting technology. The production trials results of ПДМ ПД-1Э (PDM PD-1E) and Microscoop 100E are presented. The comparative analysis of technical and economical indices of domestic and foreign mining technique is given. The conclusions on the application of narrow-clamp mining machine PD-1E in the sewage cutting technology of low-capacity mineral ores and its putting into a serial production are drawn.
Keywords: development system, load-delivery machine, industrial trials, developing.
В настоящее время мировых объемов добычи урановых руд недостаточно для удовлетворения потребности действующих АЭС. Поэтому дефицит покрывается складскими запасами. В соответствии с этим цены на закись-окись урана (U3O8) на мировом рынке в настоящее время достигают более 190 долларов США за 1 кг по спотовым контрактам.
России в полной мере присущи мировые проблемы: повышение потребности урана над его производством, быстрое исчерпание складских запасов природного урана, которых должно хватить на 10-15 лет, и отсутствие достаточного объема подготовленных для рентабельного освоения геологических запасов в недрах. За последние 30-40 лет доля богатых руд в недрах урановых месторождений РФ уменьшилась с 45-60 % до 15-20 %, а качество добываемых товарных руд снизилось почти в 10 раз. Прогнозируемое снижение качества руд месторождений до 2020 года составит более 35 %.
В структуре себестоимости урана растут удельные капиталовложения, в связи с этим значимость таких показателей, как ущерб от разубо-живания, коэффициент использования рудной площади, качество выдаваемой товарной руды и охрана окружающей среды, начинают играть определяющую роль в стратегии развития горного производства.
В настоящее время месторождения Стрель-цовского рудного поля представляют основные промышленные запасы урановых руд России. ОАО «Приаргунское производственное горнохимическое объединение» (ППГХО) на протяжении 40 лет успешно добывает и перерабатывает
урановые руды, выпускает высококачественную продукцию в виде и308 [1].
Существенное наращивание объемов добычи природного урана на территории РФ в ближайшее время возможно в основном за счет увеличения производительности действующего ура-нодобывающего комплекса.
На месторождениях Стрельцовского рудного поля, находящихся в эксплуатации, большинство запасов богатых руд отработано, и в добычу вовлекают все более бедные и маломощные (мощностью до 3 м) рудные тела. В итоге за последние пять лет содержание урана в погашаемых запасах уменьшилось на 20 %. На предприятии за этот период для обеспечения требуемого выпуска продукции объем добычи руды вырос более чем в 1,5 раза, в основном за счет ввода новых мощностей -очистных блоков. Если в 2003 г. добыча велась в 36 блоках, то в 2010 г. в работе находилось 65 блоков.
При ожидаемом снижении качества руд ОАО ППГХО предстоит продолжить наращивание объемов добычи и достигнуть в течение ближайших 5 лет производительности 2,5 млн т и308 в год.
Для месторождений Стрельцовского рудного поля в качестве основной была принята система разработки нисходящими горизонтальными слоями с твердеющей закладкой, которая по сравнению с другими имеет очевидное преимущество: при проходке очистных заходок наблюдается только конструктивное разубоживание руды, зависящее от мощности, выдержанности рудных тел и ширины очистных выработок. Дальнейшее развитие предприятия возможно только при условии концентрации горных работ и интенсификации подземного производства на базе эффективного использования современной техники и технологии, модернизации и технического переоснащения производства.
В настоящей статье рассматривается целесообразность использования узкозахватной техники отечественного производства при подземной геотехнологии маломощных урановых рудных тел.
Одним из пунктов «Программы развития ОАО «ППГХО» на период до 2025 г.» является замена малопроизводительной техники на современное оборудование. До 2005 г. в технологии очистной выемки на доставке горной массы использовали пневматические погрузочно-доста-вочные машины МПДН-1М и электрогидравлические ПД-2Э. Необходимо отметить, что машины МПДН-1М малопроизводительны, морально устарели и не отвечают современным требованиям промышленной безопасности, их выпуск прекра-
ш
щен. Из-за большой ширины машин (1,89 м) при отработке маломощных рудных тел происходит разубоживание руды в целом до 38 % за счет большой ширины заходки - до 3,5 м. На основании «Программы развития ОАО «ППГХО» на период до 2025 г.» предусматривается замена всех погрузочно-доставочных машин (35 шт.) МПДН-1М на современную высокопроизводительную технику до 2012 г.
В качестве базовой погрузочно-доставочной машины (ПДМ) для отработки маломощных урановых тел в ОАО «ППГХО» была принята Мюго-8СОор-100Е. Эти машины имеют высокую производительность и при габаритной ширине 1,05 м обеспечивают снижение разубоживания руды до 22 % и менее (рис. 1).
выходит из строя вследствие попадания влаги на контакты; конструкция токосъемника блочного типа одноразового использования, при выходе из строя ремонту не подлежит. Учитывая высокую стоимость зарубежной машины (4800 тыс. руб.), а также высокие эксплуатационные затраты на ремонт и обслуживание, ОАО «ППГХО» принимает решение на разработку и изготовление отечественной узкозахватной ПДМ.
Рис. 1. Отгрузка руды из забоя погрузочно-доставочной машиной «М1сго«соор-100Е» в блоке рудника № 1, УГРУ
На рис. 2 приведены зависимости разубожи-вания руды от мощности рудных тел при использовании различных типов ПДМ. Ширина очистной выработки для всех типов применяемых погрузоч-но-доставочных машин указана при креплении очистного пространства рамами НДО (неполный дверной оклад), что требует увеличения ширины очистной выработки на 0,5 м [2].
В целях совершенствования технологии слоевой системы разработки планируется максимальное применение узкозахватных погрузочно-доставочных машин (ПДМ) Мюго8СОор-100Е. Практика эксплуатации базовой узкозахватной ПДМ Мюго8соор-100Е на рудниках ОАО «ППГХО» показала следующие конструктивные недостатки: конструкция крыши не имеет достаточной жесткости при работе, так как выполнена по схеме консоли; джойстик управления ходом
Рис. 2. Изменение разубоживания руды от мощности рудного тела при использовании: I - МПДН-1М - ширина заходки 3,5 м, II - ПД-2Э - ширина заходки 3 м, III - Microscoop-100E - ширина заходки 2,5 м
В 2009 г. на Урановом горнорудном управлении ОАО «ППГХО» прошли производственные испытания машины ПД-1Э (изготовитель ООО «Ремонтно-механический завод» (РМЗ)) (рис. 3).
Рис. 3. Погрузочно-доставочная машина ПД-1Э
Испытания опытного образца горной машины имели своей целью проверку ее работоспособности и определение показателей надежности [3]. Технические характеристики погрузочно-доста-
иркутским государственный университет путей сообщения
вочной машины, рекомендуемой для отработки маломощных урановых рудных тел, приведены в табл. 1 [4].
По итогам промышленных испытаний машины ПД-1Э проведен анализ ее работы. За время эксплуатации ПД-1Э отработала 720 моточасов. Недостатки, выявленные во время испытаний:
- зазор между колесом и корпусом составляет 8 мм, что приводит к повышенному износу автошины вследствие попадания в зазор кусков горной массы;
- имела место деформация проушины крепления гидроцилиндра подъема стрелы от нагрузки;
- манометр указания давления масла в гидросистеме расположен на близком расстоянии (100 мм) к сиденью оператора, что создает неудобство для горнорабочего очистного забоя при выполнении его функциональных обязанностей.
Выявлены и достоинства ПД-1Э за счет внедрения новых технических решений, а именно:
1. Система управления машиной ПД-1Э (движение «вперед-назад», внедрение) имеет классический вариант - управление механическое, через систему рычагов. Достоинства системы управ-
ления ПДМ ПД-1Э: удобство управления, ремонтопригодность, безотказность (сохранение работоспособности в течение заданной наработки).
2. Компоновка узлов и агрегатов в моторной тележке машины ПД-1Э обеспечивает доступность силовой установки, гидросистемы, трансмиссии для проведения профилактических и ремонтных работ.
3. Простота проведения технического обслуживания.
На основании данных промышленных испытаний ПДМ ПД-1Э и Microscoop-100Е установлены их технические показатели при отработке маломощных рудных тел на рудниках ОАО «ППГХО», которые приведены в табл. в соответствии с данными [5, 6].
Анализ данных табл. 2 показывает, что техническая, эксплуатационная производительность и коэффициент внутрисменного использования ПДМ ПД-1Э незначительно ниже чем у Мю1гесоор-100Е, - на 6,9 %, 12,5 % и 10,7 % соответственно. Однако средняя наработка на отказ у ПДМ ПД-1Э больше, чем у зарубежных, на 9,0 %, а удельная трудоемкость
Таблица 1
Технические характеристики погрузочно-доставочной машины ПД-1Э,
рекомендуемой для отработки маломощных урановых рудных тел
№ п/п Наименование параметра Ед. изм. Номер и количество
1 Тип электрического двигателя 4А180М4УЗ
2 Мощность двигателя кВт 30
3 Геометрические параметры:
длина мм 5290
ширина мм 1000
высота мм 1950
4 Емкость ковша м3 0,5
5 Масса:
порожняя кг 2950
груженая кг 3950
6 Ходовые характеристики:
скорость передвижения машины м/с 1,06
радиус поворота (наружный) мм 3250
максимально преодолеваемый уклон град 15
7 Длина электрического кабеля м 100
8 Техническая производительность при длине доставки 100 м т/ч 11
9 Огоимость тыс. руб. 859
ш
Таблица 2
№ Показатели Условные Ед. изм. Среднее значение
п/п обозначения ПД-1Э МюГОБСООр 100Е
1. Общий объем работ, произведенных за время испытаний Оисп. м3 2700 2340
2. Количество рабочих смен с фото-хронометражными наблюдениями ^ смена 10 8
3. Объем работ, произведенный за период фо-тохронометражных наблюдений Охр м3 268 242
4. Техническая производительность ПДМ Отех м3/мин 0,083 0,089
м3/ч 4,98 5,34
5. Эксплуатационная производительность Оэ м3/ч 4,44 5,08
6. Коэффициент использования оперативного времени работы ПДМ Коп доли ед. 0,95 1
7. Коэффициент внутрисменного использования ПДМ Ксм доли ед. 0,5 0,56
8. Средняя наработка на отказ Т А отк ч 90 82,5
9. Среднее время восстановления (одной неисправности) Т Т восст мин 105 150
10. Коэффициент готовности Кг доли ед. 0,63 0,54
11. Удельная трудоемкость восстановления и текущий ремонт Суд.тр. чел.-час 0,06 0,1
восстановления и текущий ремонт на 40 % меньше. Кроме того, учитывая, что стоимость Мю1гесоор-100Е (4,8 млн руб.) в 5,5 раза больше чем ПД-1Э (859 тыс. руб.), можно сделать вывод о технико-экономической целесообразности применения машин производства ООО «РМЗ», ОАО «ППГХО».
Таким образом, разработанная машина ПД-1Э может быть использована в технологии очистной выемки на доставке руды при отработке любых маломощных рудных тел. После устранения недостатков, выявленных при приёмочных испытаниях опытного образца ПДМ ПД-1Э, возможно решение на выпуск установочной серии. Широкомасштабное внедрение данных машин позволит эффективно отрабатывать маломощные рудные тела при использовании технологии слоевой системы разработки на рудниках в соответствии с «Программой развития ОАО «ППГХО» на период до 2025 г.» [7].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Оптимизация разработки сложно-структурных урановых месторождений/ Авт. В.Г. Иванов,
В.И. Култышев, В.Б. Колесаев и др. - М : Издательство «Горная книга». - 2007. - 265с.
2. Култышев В.И., Решетников А.А. Система разработки горизонтальными слоями с нисходящим порядком и твердеющей закладкой. - СТП 0106-120-2000. - Краснокаменск, АООТ «ППГХО», 2001. - 45с.
3. Кальницкий Я.Б., Филимонов А.Т. Самоходное погрузочное и доставочное оборудование на подземных рудниках. - М. : Недра. - 1974. -304 с.
4. ТУ 3143-069-07621060-2007. Машина шахтная погрузочно-доставочная ПД-1Э. -Краснокаменск, ОАО «ППГХО». - 2007 - 35с.
5. Именитов В.Р., Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. -М.: Недра. - 1984. - 504с.
6. Тихонов Н.В., Рысев Г.С. Шахтные погрузоч-но-транспортные машины. - М : Недра. - 1976. - 224 с.
7. Программа развития ОАО «ППГХО» на период до 2025 г. - Краснокаменск. ОАО «ППГХО». -2010. - 106с.
