При цикличной технологии

Наряду с освоением новых месторождений и необходимостью технического перевооружения предприятий современное состояние экономики России настоятельно требует решения проблемы интенсификации добычи минерального сырья. Основным технологическим звеном на карьерах является погрузка горной массы в транспортные средства. Как показали исследования ИГД СО РАН [17], через погрузочное звено проходит от 66,7 % до 100 % общего объема вскрыши и весь объем полезного ископаемого. При базовой цикличной технологии использование экскаваторов–мехлопат и транспортных средств сопровождается потерями их технической производительности из-за специфики организации погрузки и транспортирования горной массы.

Между тем распространенная транспортная технология не исчерпала себя с позиции научно-технического прогресса. Одним из прогрессивных направлений является широкое использование вибротехники [17] на основе вибролент и вибропителей. Снижение простоев экскаваторов за счет обмена транспортных средств и простоев последних под погрузкой достижимо за счет внедрения дополнительных звеньев, состоящих из передвижных бункеров и аккумулирующих устройств.

К наиболее разработанным можно отнести погрузочно-транспортные схемы с использованием бункер-поезда, самоходного бункера и виброплощадки, работающей под завалом.

По мнению С.Г. Молотилова, Е.Н. Васильева, О.Б. Кортелева и др. [17], реализация таких предложений позволяет:

- использовать на погрузке мехлопаты и драглайны с большими линейными параметрами и значительной вместимостью ковша, что дает возможность увеличить высоту уступов, сократить их число, уменьшить эксплуатационный коэффициент вскрыши, сократить количество транспортных горизонтов;

- уменьшить простои погрузочного оборудования из-за обмена транспорта и тем самым увеличить коэффициент использования экскаватора на основной работе;

- сократить время погрузки транспортных средств и тем самым увеличить коэффициенты их использования на вывозке горной массы.

- исключить необходимость соблюдения установленного жесткого соотношения между вместимостью транспортных средств и ковшом экскаватора.

Одна из схем предполагает первоначальную погрузку горной массы в бункер-поезд (рис. 4.20), из которого в дальнейшем ее перегружают в думпкары локомотивосостава. Постоянное наличие в забойной зоне бункер-поезда с достаточной вместимостью создает необходимые условия для работы экскаватора по непрерывной схеме.

Бункер-поезд состоит из сцепленных секций-бункеров, укрепленных на специальных рамах, которые закреплены на тележках от думпкаров. Максимальное количество секций в бункер-поезде равно числу вагонов в составе, а вместимость одной секции составляет не менее вместимости думпкара. В днище бункерной секции под углом 10–15˚ установлены виброленты-питатели длиной 5 и 6 м и шириной 1,2 и 1,3 м. Количество вибролент соответственно 8 и 9. Передняя стенка бункерной секции имеет три-четыре выпускных окна с гибкой завесой, выполненной из якорных цепей. При подаче состава под погрузку с локомотивом впереди гибкую завесу заменяют откидным лотком-дозатором, открывающемся при работе вибролент-питателей под напором потока породы и закрывающемся при их остановке за счет противовеса.

Применение лотка-затвора вызывает необходимость увеличения высоты бункерной секции.

Экскаватор загружает каждую секцию с двух стоянок. При подаче в забой по второму пути порожняка каждый думпкар размещают у соответствующей бункерной секции. Выгрузка горной массы из всех секций производится одновременно. Управление выпуском из бункер-поезда и его передвижением с помощью маневрового локомотива или маневровой лебедки осуществляют с экскаватора или специального пульта.

Длительность погрузки локомотивосостава с учетом времени на его установку составляет 2–3 мин. Такое сокращение (в 10–20 раз) времени погрузки составов и полное устранение простоев выемочно-погрузочного оборудования в период обмена поездов обеспечивает значительное повышение коэффициента использования экскаватора.

Расчеты эффективности использования бункер-поезда для условий разреза «Урюпинский» показали [17], что эксплуатационная производительность экскаватора возрастает на 57 %, а локомотивосостава – на 23,7 %

Интенсивность горных работ может быть повышена также за счет применения драглайнов с увеличенной вместимостью ковша при погрузке в средства железнодорожного транспорта [17].

При этом погрузка горной массы в железнодорожные вагоны осуществляется драглайном через работающую под породным завалом переносную виброплощадку, выполняющую функции перегрузорчного бункера (рис. 4.21). Она устанавливается на кровле отрабатываемого уступа в непосредственной близости от забойного пути. Виброплощадка состоит из восьми-девяти вибролент-питателей, которые располагаются на специальных металлических рамах, закрепляемых под углом 10–15˚ на сцепленных между собой железобетонных трубах.

Ширина виброплощадки составляет 6 м, а длину принимают равной длине кузова думпкара, что обеспечивает его загрузку с одной стоянки. Для создания необходимой аккумулирующей емкости к тумбам со стороны разгрузочного конца виброплощадки крепят выполненную из металла подпорную стенку с тремя-четырьмя выпускными окнами, имеющими гибкую завесу из якорных цепей. Как и в конструкции бункер-поезда, в случае необходимости, гибкую завесу заменяют откидным лотком-дозатором.

В процессе работы экскаватор засыпает породой всю конструкцию. При погрузке породы в думпкар в навале образуется приемная воронка, в которую и осуществляется разгрузка ковша экскаватора.

Драглайн размещают на развале за пределами возможной призмы обрушения. Ширину экскаваторной заходки и высоту уступа (развала) принимают максимально возможными по рабочим параметрам экскаватора с целью обеспечения максимального шага переноса виброплощадки. После отработки развала (блока) навал породы над виброплощадкой сталкивают под откос уступа. Затем осуществляют перемонтаж виброплощадки либо посредством самоходного крана с перевозкой ее в разобранном виде на железнодорожных платформах, либо самим экскаватором, для чего на ковш навешивают стропы. Технико-эксплуатационные параметры такой схемы разработаны для условий разреза «Междуреченский» при отработке вскрыши драглайном ЭШ-20/90 с погрузкой породы в локомотивосоставы из 8 думпкаров ВС-145 и тягового агрегата ОПЭ-1. Вместимость бункер-воронки – 600 м³ , а объем породы, отрабатываемой при одном ее положении – 260 тыс.м³. Расчетная техническая производительность виброплощадки – 6700 т/ч, шаг переноса – 145 м.

По сравнению с погрузкой породы в железнодорожный транспорт, время погрузки локомотивосостава сокращается на 73,6 %.

Применение ЭШ-20/90 вместо ЭКГ-12,5 позволяет увеличить расчетную производительность погрузочного звена на 53,3 %, а локомотивосоставов на 59,9 %.

Кроме того, использование мощных драглайнов дает возможность повысить высоту рабочих уступов, увеличить угол откоса рабочего борта на 5˚ и за 13 лет сократить объем удаляемой вскрыши на 15,5 млн.м³. [17]

При нарезке новых горизонтов может быть применена схема с использованием самоходного вибрационного бункера. Бункер монтируют на базе бурового станка 2 СБШ-200Н или экскаватора ЭКГ-4,6 (рис. 4.22). Приемную виброплощадку устанавливают на специальной металлической раме под углом 10–15˚. Оптимальные размеры вибробункера в плане должны составлять не менее 30 м² (6×5 м), при этом загрузку думпкара можно осуществлять с одной передвижкой бункера.

Для обеспечения лучшей видимости машинисту экскаватора при работе самоходного бункера, последний располагают на другой стороне забойного пути по отношению к драглайну. При использовании мехлопат бункер устанавливают со стороны экскаватора (рис. 4.22).

Расчеты, выполненные применительно к условиям разреза «Междуреченский», показывают, что в результате использования вибробункера эксплуатационная производительность локомотивосостава увеличивается на 18,2 %, а производительность экскаватора – на 12,1 %.