CC BY
54
УДК 622.68 В.А. Черепанов
ВОПРОСЫ СОЗДАНИЯ И ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТРОЛЛЕЙ-АВТОПОЕЗДА НА ПРИМЕРЕ ОАО «КОМБИНАТМАГНЕЗИТ»
Предлагается создание транспортного средства для комбинированной разработки месторождений, которое бы учитывало специфику ведения открытых и подземных горных работ. Поставлены некоторые вопросы, необходимые для решения этой задачи и рассмотрена возможность его применения на ОАО «Комбинате Магнезит». Ключевые слова: троллей-автопоезд, комбинированная разработка, дизель-
троллейвоз, карьерный транспорт.
Семинар 16
# Я ерспективы развития комбинированной технологии связаны с переходом на комплексное проектирование поэтапной отработки запасов месторождения различными способами при единой схеме вскрытия и подготовки запасов. Эффективное функционирование рудников при этом базируется на обосновании рационального порядка и направления разработки месторождений комбинированным способом, определении области эффективного применения различных технологий и средств механизации, разработке методики расчета конструктивных параметров элементов горных работ и созданию нормативноинструктивных материалов по проектированию, строительству, техническому переоснащению и реконструкции производства [1].
В настоящее время в Институте горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН) совместно с рядом институтов и предприятий ведутся работы по исследованию, разработке и созданию специализированных видов карьерного транспорта, позволяющих увеличить
эффективность ведения горных работ и отвечающих современным условиям эксплуатации горного оборудования. В целях повышения эффективности работы транспортных систем при комбинированной разработке месторождений, возникла необходимость создания транспортного средства, которое бы учитывало специфику ведения открытых и подземных горных работ, имело возможность движения по крутым уклонам, высокую грузоподъемность при малом сечении подземных горных выработок. Институтом горного дела УрО РАН предложен троллей-автопоезд (ТАП) - автопоезд на колесном ходу с троллейным питанием, вытянутый в длину для достижения высокой грузоподъемности при небольших размерах в поперечном сечении, предназначенный в первую очередь для перемещения горной массы из забоя (или перегрузочного пункта) в шахте до поверхности без дополнительных перегрузок, используя карьерное пространство (рис. 1). Не исключается возможность использования дизель-троллейвозного варианта, как и собственно автопоезда (с ди-
зельными двигателями). Колесный ход машины, аналогично автотранспорту,
Погрузка в шахте Транспортирование с использованием Разгрузка на
карьерньк транспортньк коммуникаций поверхности
Рис. 1. Схема применения троллей-автопоезда
позволяет ориентироваться на преодоление уклонов до 11 %, а при использовании троллейвозного варианта - более 11 %. Автопоездная компоновка позволяет эксплуатировать ТАП в выработках с относительно небольшим сечением и дает возможность в широких пределах изменять грузоподъемность. Принцип челночного движения (аналогично железнодорожному транспорту, в котором ведущие вагоны расположены в начале и в конце состава) не требует маневров при перемене направления движения (отпадает необходимость в сложном путевом развитии).
Таким образом, ТАП сочетает в себе достоинства нескольких видов транспорта. Прототипом троллей-автопоезда может стать подземный шахтный автопоезд АШ-75, разработанный ИГД УрО РАН и НИПИгормаш в 1980-х гг. и успешно испытанный на ш. «Сидерито-вая» Бакальского РУ. Эффективность применения вспомогательной троллейной системы доказана опытом применения отечественных и зарубежных троллейвозов и дизель-троллейвозов: снижается расход топлива; увеличиваются скорость транспортирования, производительность, транспортный уклон; снижается загазованность; улучшаются технико-экономические показатели транс-
портирования по мере возрастания расстояния перемещения горной массы.
Предпосылками к развитию новых транспортных технологий служат современные тенденции комплексного освоения недр и проекты отработки месторождений, в которых за счет более высоких требований к технике, увеличиваются объемы добычи, снижаются объемы горно-капитальных работ, продляются сроки службы карьеров, изыскиваются возможности рационального сочетания технологических процессов открытых и подземных горных работ. Развитие транспорта для подземных и открытых горных работ в современных условиях неразрывно связано с постоянно усложняющимися горно-техническими условиями, ужесточающимися требованиями к надежности, экономичности, удель-ной мощности, «экологичности» транс-портных средств. Всем указанным требованиям соответствует предлагаемый троллей-автопоезд. Но при его создании возникает ряд научных и инженерных задач, к которым относятся: установление эффективных по энергетическим, экологическим и экономическим показателям областей применения; обоснование подтверждения о технико-экономичес-ких и эксплуатационно-технических пре-
имуществах предложенной машины свойств и отработка конструктивных
перед существующей горно- решений;
транспортной техникой; исследование
Рис. 2. Взаимосвязи научных, проектных, горных и машиностроительных предприятий для создания ТАП
Г орные предприятия
Объемы и условия транспортирования
Основные задачи:
^ осуществление перехода на комбинированную разработку; т/ возможность изменения продольных уклонов автодорог и сечений горных выработок и др.
Заказ на ТАП
Проектные
организации
Способы вскрытия и транспортные системы
Основные задачи:
^ решение вопросов вскрытия и систем разработки; возможность бесствольной (грузовой) разработки;
^ определение потребного количества других средств транспорта;
^ определение параметров сечений новых выработок и др.
Научные организации
(ИГЛ УтэО РАН)
Методы сравнения и выбора видов транспорта. Обоснование внедрения ТАП
Основные задачи: установление эффективных областей применения; предложение общих компоновочных решений;
^ систематизация условий работы ТАП;
определение методов расчета и оптимизация параметров транспортной системы;
обоснование технологии с применением ТАП и др.
Машиностроительные
предприятия
Конструктивные параметры ТАП
Основные задачи: выбор энергосиловой установки и системы управления;
^ определение способов разгрузки и конструкции кузова;
^ разработка трансмиссии и токосъемного устройства;
^ разработки сцепки и поворотного устройства вагонов и др.
Техническое задание на ТАП
разработка технологии эффективного применения нового средства геотехники; организация серийного производства транспортных средств для открыто-подземной разработки месторождений. В решении этих вопросов важно взаимодействие специалистов горных предприятий, автозаводов, проектных институтов и научных учреждений. На рис. 2 приведены взаимосвязи указанных коллективов в решении проблем транспорта для открытых и подземных горных работ [2].
Анализ возможностей отечественного машиностроения позволяет с уверенностью говорить, что предприятия России в состоянии с успехом справиться с поставленной задачей. Если раньше создание специализированной машины было связано с высокой стоимостью и длительным сроком разработки и изготовления, то на сегодняшний день техника и технологии, а также существующий задел в машиностроении позволяет в относительно короткие сроки и по приемлемой цене изготовить требуемое оборудование. Что касается горных предприятий, ведущих комбинированную разработку, то анализ практики применения комбинированной технологии по 110 зарубежным рудникам, проведенный Институтом проблем комплексного освоения недр (ИПКОН РАН) показал, что наибольшее число рудников, осуществляющих комбинированную отработку запасов, приходится на предприятия по разработке руд цветных металлов и алмазов - 60 %, около 16 % предприятий ведут добычу железных руд, более 10 % рудников разрабатывают месторождения нерудного сырья. При этом 60-65 % рудников осуществляют добычу подкарьерных запасов, находящихся ниже отметки дна карьера, и
15-18 % разрабатывают прибортовые запасы. Наибольшее распространение получила последовательная открытоподземная выемка запасов [3].
На комбинированную разработку месторождений переходят предприятия по добыче руд цветных металлов и алмазов, железных и урановых руд, месторождений нерудного сырья (известняк, строительный камень, асбест, магнезит), угольные месторождения. Характерной особенностью многих горнорудных предприятий Урала является переход с открытого способа разработки на подземный: Карагайский карьер комбината «Магнезит»; предприятия ВГОКа. Месторождения: Гайское, Учалинское, Си-байское, Юбилейное, Западно-Озерное, Молодежное, Александринское, Джу-синское, Камаганское, Тарньерское, Северное, Сафьяновское, Чебачье. На комбинированную геотехнологию в России переходят сегодня предприятия компании «Алроса», занимающей ведущее место в мире по добыче алмазов. Целесообразность перехода на подземный способ разработки рассматривается для условий железорудных месторождений КМА, традиционно разрабатываемых карьерами большой производственной мощности (Лебединский, Михайловский, Стойленский). Комбинированным способом разрабатываются Тишинский, Тырныаузский рудники; железорудные месторождения Кривбасса; Бакальское рудоуправление; месторождения: Зыря-новское, Лениногорское, Алын-Топканское, Вишневогорское, Валуевское, Абаканское, Лебяжинское и др.
Сырьевую базу ОАО «Комбинат Магнезит» в настоящее время составляют разрабатываемое Саткинское (Кара-гайский, Мельнично-Палени-хинский, Гологорский участки, резервные участки
Северо-Карагайс-кий, Каргинский) и Бере-зовское месторождения магнезита и перспективное Ельничное, учитываемое в госрезерве с забалансовыми запасами [4], а также перспективное Семибратское слабо разведанное месторождение расположенное около 40 км от г. Сатка.
В 2010-2012 годах, прогнозируется резкое снижение выхода высших сортов руды, из-за выбытия из эксплуатации основного Карагайского карьера. Около 90 % оставшихся запасов месторождения предназначено для подземной добычи, которая ведется на шахте «Магнезитовая». В настоящий момент из шахты в Карагайский карьер проведены и проектируются ряд штолен на различных горизонтах, по которым руда подземными автосамосвалами доставляется до внутрикарьерных перегрузочных складов.
На комбинате возникает необходимость восполнения возникшего дефицита высококачественной руды. Для этого предложено несколько вариантов. Наиболее вероятно принятие ряда мер по увеличению качества руды, начиная уже со стадии добычи, либо увеличение объемов добычи, за счет интенсификации работ и разработка через некоторое время отдаленного Семибратского месторождения. Первый вариант представляет собой обширный комплекс различных мероприятий, второй потребует значительных первоначальных капитальных вложений.
Особенностью горных работ на ОАО «Комбинат Магнезит» на сегодняшний день является:
1) переход на открыто-подземную разработку месторождения (Карагайский карьер и шахта «Магнезитовая»);
2) отработку запасов в бортах Кара-гайского карьера планируется вести с
помощью сплошной системы разработки с закладкой выработанного пространства, вскрытие осуществлять штольнями из карьера.
Для транспортирования горной массы в сложившейся ситуации можно предложить ТАП, благодаря которому возможно:
• вести дальнейшую эффективную открыто-подземную разработку Саткин-ского месторождения;
• с большей производительностью разрабатывать оставшиеся запасы Кара-гайского карьера;
• увеличить объемы добычи на шахте «Магнезитовая», частично разрешив положение с нехваткой высококачественной руды, отложив при этом на рациональный и экономически целесообразный срок доразведку и ввод в эксплуатацию Семибратского месторождения.
В последнее время увеличивается значимость комбинированной разработки месторождений и возникает необходимость создания троллей-автопоезда, который бы учитывал специфику ведения открытых и подземных горных работ. В решении проблем при разработке нового транспортного средства важно взаимодействие специалистов горных предприятий, автозаводов, проектных институтов и научных учреждений. Можно говорить о сложности задач, стоящих перед отечественной промышленностью на современном этапе как в плане повышения технического уровня существующей техники, так и в плане создания новой. Однако одним из основных целесообразных инновационных решений для улучшения техникоэкономических показателей предприятий является использование новых средств комплексной механизации,
создание и применение новых видов эффективного транспорта. высокопроизводительного и энерго-
------------------------------------------------------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Каплунов Д.Р. Задачи широкомасштаб-
ного внедрения комбинированной геотехнологии / Д.Р. Каплунов // Комбинированная геотехнология: масштабы и перспективы применения: материалы международной научно-
технической конференции, г. Учалы, 2005: Сб. трудов. - Магнитогорск: МГТУ, - 2006. - С.
5-10.
2. Яковлев В.Л. О роли и месте автомобильного транспорта в развитии открытых горных работ / В.Л. Яковлев // Энергосбережение на карьерном автомобильном транспорте. Материалы международного научнотехнического семинара, 24-26 июля 2003 г. -
— Коротко об авторе ------------------------------------------------------------------
Черепанов В.А. - младший научный сотрудник, аспирант, Институт горного дела УрО РАН, [email protected]
----------------------------------------------------- РУКОПИСИ,
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ
МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА
Туртыгина Н.А. доцент, кандидат технических наук, ГОУ ВПО «Норильский индустриальный институт, кафедра «Разработка месторождений полезных ископаемых»,
E-mail: [email protected]
УКРУПНЁННАЯ ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОСНОВНЫХ СПОСОБОВ СТАБИЛИЗАЦИИ КАЧЕСТВА РУДНОЙ МАССЫ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЕ РУДНИКА (771/09-10 от 16.06.10.) 3 с.
Выполнена укрупненная оценка усреднительной и смесительной возможностей различных способов и средств стабилизации качества рудной смолы, имеющей значительную изменчивость показателя качества.
Качество, стабилизация, руда, смешивание, усреднение.
Turtygina N.A.
Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2003. - С. 1215.
3. Мировая горная промышленность 20042005: история, достижения, перспективы. - М.: НТЦ «Горное дело», 2005. - 376 с.
4. Корнилков С.В. Геометризация показателей выхода марок рудного сырья на геологических участках Саткинского месторождения магнезита / С.В. Корнилков, Ю.В. Лаптев, Р.С. Титов, М.Н. Ковалев. - Екатеринбург: «Известия высших учебных заведений. Горный журнал», № 7, 2008. - С. 103-109. ЕШ
AGGREGATIVE ESTIMATION OF FUNCTIONAL POSSIBILITIES OF MAIN WAYS OF STABILIZING OF ORE MASS QUALITY IN THE TECHNOLOGICAL SCHEME OF A MINE
It is completed the aggregated estimation of averaging and mixing possibilities of different ways and means of stabilizing of the ore resin quality, which has considerable variability of quality rate.
Key words: quality, stabilization, ore blending, averaging.
