§ ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ТРАНСПОРТИ-РОВКИ ГОРНЫХ ПОРОД СЛОЖНО СТРУКТУРНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
1.1 Анализ исследований техники и технологии транспортировки горных пород на глубоких карьерах
Эффективность разработки карьеров определяется пра¬вильностью выбора тех-нологии и техни¬ки при производстве горных работ на глубоких горизон¬тах. Для большинст¬ва карьеров приори¬тетным направлени¬ем разработки глу¬боких горизон-тов остается циклично-поточная технология (ЦПТ), эффективность которой дока-зана многочисленными научными и проектными разработками, опытом эксплуатации систем ЦПТ на отечественных и зарубежных (в том числе стран бывш. СССР) карье-рах.
Одним из перспективных направлений развития транспорта на открытых горных работах является создание и использование в горной промышленности Узбекистана ленточных крутонаклонных конвейеров (КНК). Возможности КНК, а это в первую очередь более высокий угол наклона трассы к горизонту – до 50-600, позволяющий в значительной мере сокращать расстояния транспортирования горной массы и уменьшить энергетические затраты, вполне смогут найти свое применение на круп-нейших горных объектах открытой добычи, таких как карьер «Кальмакир» ОАО «Алмалыкский ГМК» и разрез «Ангренский» АО «Уголь», глубина которых превы-шает 350 и 280 м, соответственно.
Из анализа литературных источников видим, что ленточные КНК по кон-структивным признакам можно разделить на три основных типа: трубчатые конвейе-ры; двухленточные конвейеры типа «сэндвич» с прижимной лентой; конвейеры, имеющие ленту с поперечными перегородками (карманами) и гофрированными бор-тами. Эти три типа конвейеров получили наибольшее распространение в мире.
Характерным конструктивным признаком трубчатых КНК является лента кон-вейера, свернутая в поперечном сечении в форме петли, кольца и т.д. Форма попе-речного сечения, как правило, поддерживается роликоопорами, располагающимися вокруг свернутой ленты. Таким является конвейер фирмы «Джапан Пайп Конвейер» (Япония). Привод и натяжение ленты осуществляются обычным способом - конце-выми барабанами, где лента развернута в плоскость. На линейном участке лента имеет трубчатое сечение. Ее борта нахлестнуты друг на друга и образуют трубу. На линейном участке форма поперечного сечения поддерживается группами ролико-опор (по 6 шт.), расположенными вокруг ленты в виде шестиугольника. Загрузка трубчатого конвейера производится аналогично обычному ленточному конвейеру около концевого барабана, на участке перехода ленты из плоского состояния в труб-чатое. Разгрузка осуществляется на концевом барабане как у обычного ленточного конвейера. На обратной ветви лента также свернута в форме трубы. Стандартный диаметр свернутой в трубу ленты - от 100 до 850 мм. Это в 3 раза меньше ширины обычного ленточного конвейера, равной производительности. Для транспортирова-ния используется до 75% поперечного сечения трубы, что соответствует максималь-ному размеру транспортируемых кусков - до 1/3 диаметра. При уменьшении степени загрузки возможно транспортирование кусков размером до 2/3 диаметра трубы. Угол наклона конвейера составляет 300, с перегородками внутри ленты - до 500. Скорость движения ленты - до 5 м/с. При длине конвейера до 1 км применяются ленты с нейлоновыми прокладками, при большей длине - резинотросовые. Конвейер используется для транспортирования кусковых, сыпучих материалов, пульпы, це-ментного раствора.
Наиболее крупный из трубчатых конвейеров длиной 435 м имеет производи-тельность 300 т/ч при скорости движения 3,3 м/с и диаметре трубы 700 мм.
Разработкой и производством аналогичных конвейеров с замкнутой в попереч-ном сечении лентой занимаются фирмы «Континентал АГ», «Везерхютте» (ФРГ), «Гудиар» (США), «Телебанд Жимар» (Франция) и др.
Горное бюро США в середине 80-х годов проводило независимые исследования по технико-экономической оценке способов крутонаклонного подъема. Были иссле-дованы возможности КНК различных конструкций в сравнении с традиционно при-меняемыми в горной промышленности подъемниками: скиповыми, цепными ковшо-выми элеваторами, шнековыми конвейерами, пульповодами и т. д. Результаты ис-следований показали, что в наибольшей степени требованиям крутонаклонного транспортирования для горной промышленности отвечают двух ленточные конвейе-ры типа «сэндвич» с принудительным прижатием верхней ленты.
Наибольших успехов в развитии этого типа конвейеров достигла фирма «Кон-тинентал» (США). Созданный ею конвейер имеет две стандартные гладкие ленты, между которыми располагается транспортируемый материал. Нижняя лента является несущей и опирается на поддерживающие роликоопоры, образующие желоб. Она выполняет также тяговую функцию. Верхняя лента прижимает транспортируемый груз к нижней и удерживает его от сползания по ленте вниз. Прижатие может осу-ществляться под действием собственного веса ленты, специальными пружинными роликами или пневматическим способом. Как правило, прижимная лента имеет при-вод и перемещается с той же скоростью, что и нижняя несущая.
Впервые двух ленточный конвейер был создан в 1953 г. фирмой «Лаухаммер» (ФРГ). Конвейер был оборудован нижней лентой шириной 1000 мм и верхней лен-той-сеткой. Скорость движения лент составляет 3,8 м/с, производительность - 1080 т/ч. Материал транспортировался под углом 360 к горизонту.
В начале 80-х годов фирма «Континентал» значительно усовершенствовала конструкцию двух ленточного конвейера, обеспечив возможность транспортирова-ния материала под углом до 600 и более. Транспортер типа (НАС)- крутонаклонный ленточный транспортер, позволил решить много проблем связанных с транспорти-ровкой больших объемов сыпучих материалов по исключительно крутым – вплоть до вертикальных- траекториям. В этой системе компании «Континентал» использу-ются стандартные узлы транспортеров и простой, но уникальный принцип сдвоен-ной транспортерной ленты, которая позволяет преодолеть недостатки обычных конвейеров. Опытно-промышленная установка с 1983 г. работает на угольном разре-зе «Виндфильд» в штате Алабама (США). Производительность установки при угле наклона 600 достигает 3000 т/ч. С уменьшением угла производительность возраста-ет. Ширина ленты составляет 1520 мм, скорость движения - 6 м/с, высота подъема материала - 20 м. Конвейер способен транспортировать как сухой, так и увлажнен-ный уголь. Крупность транспортируемой горной массы - до 165 мм.
В настоящее время двух ленточные конвейеры фирмы «Континентал» успешно эксплуатируются на ряде горнодобывающих предприятий США и Европы. Наиболее крупная установка была поставлена в Югославию для использования на медноруд-ном карьере «Майданпек», в начале 90-х годов. Производительность ее составляет 4,4 тыс. т/ч медной руды, угол подъема- 35,50, высота подъема - 93,5 м, ширина ленты - 2000 мм, скорость движения - 2,67 м/с. Максимальный размер транспорти-руемой руды - 250 мм. Конвейер применяется в схеме циклично-поточной техноло-гии как часть системы забойных и передаточных конвейеров от дробильной установ-ки, расположенной в карьере, до обогатительной фабрики.
По мнению специалистов фирмы «Континентал» двух ленточные конвейеры при ширине ленты до 3 м и угле наклона 600 способны транспортировать до 10-13,5 тыс. т/ч песка, гравия или других сыпучих материалов. При использовании же резинотро-совых лент высота подъема горной массы может достигать 500 м.
Третий, широко распространенный, тип КНК - конвейеры, снабженные лентами с поперечными рифами или перегородками, препятствующими продольному сполза-нию груза на ленте вниз. Конвейеры с рифлеными лентами обеспечивают подъем ма-териала за счет повышения сил трения груза о ленту путем оборудования лент ри-фами различного рисунка. Рифление выполняется на рабочей обкладке ленты в виде выступов высотой 5-40 мм разнообразного профиля. Каждому виду транспортируе-мого материала соответствует свой оптимальный рисунок профиля. Для увеличения срока службы ленты иногда предусматриваются облицовочные плиты со специаль-ными прокладками. Угол наклона таких конвейеров обычно не превышает 22-250. Транспортируемый материал может включать отдельные куски крупностью до 200-250 мм. Более крупные куски горной массы не удерживаются рифами на ленте и скользят по ней. Конвейеры, оборудованные лентами с рифленой поверхностью, полностью унифицированы с традиционными ленточными конвейерами и обычно не требуют дополнительных средств на их эксплуатацию. Недостатками таких конвейе-ров являются сложности при очистке рабочей поверхности ленты от налипания (намерзания) материала, а также повышенный износ роликов хвостовой ветви кон-вейера и возможные просыпи. Для предотвращения просыпей вдоль всего става ис-пользуют переворот холостой ветви ленты.
За рубежом ленты с рифленой поверхностью выпускают фирмы «Континентал АГ» (ФРГ), «Данлоп» и «Фоурвейс Инжениар» (Великобритания), «Магалди» (Ита-лия) и др.
Фирма «Континентал АГ» выпускает ленты с рисунком «елочка» с наклонными рифами, с одним или двумя клиновидными выступами на рабочей поверхности. Ши-рина выпускаемых лент составляет от 1000 до 2800 мм, угол наклона конвейера при трехроликовых опорах - до 300.
На горнорудных предприятиях мира также применяются КНК с поперечными
перегородками или «карманами». Наибольшую известность получили конвейе-ры системы «Флексовелл» фирмы «Конрад Шольц АГ», которые с начала 80-х го
дов используются на некоторых горных предприятиях США. Система «Флексо-велл» в технических каталогах некоторых стран имеет несколько разновидностей: «Флексолифт» (рис.1.1), «Флексофаст», «Флексотурн», «Покерлифт» (рис.1.2) и др.
Конвейерная лента «Флексовелл» имеет бельтинговую основу с армированием в виде сетки из стального корда. Это обеспечивает поперечную жесткость ленты, что важно при значительной ширине ленты, и продольную гибкость, необходимую для огибания концевых барабанов или отклоняющих роликов. Горизонтальная устойчи-вость достигается за счет поперечных планок (перегородок) различной
формы в зависимости от конкретных условий, вида груза и угла подъема горной массы. По краям ленты на всей ее длине имеются привулканизированные к ней вол-нообразные резиновые борта. Между бортами к ленте и бортам прикреплены жест-кие перегородки. Гофрированные борта ленты распрямляются при огибании обвод-ных барабанов и при подъеме препятствуют ссыпанию материала с ленты, а попе-речные перегородки не позволяют транспортируемому материалу сползать вдоль ленты. Загрузочная секция такого конвейера располагается на горизонтальном участке. Далее трасса конвейера делает плавный поворот и выходит на крутонаклон-ный участок, угол наклона которого может достигать 900. Достигнув нужной отмет-ки, трасса делает следующий поворот и переходит во второй горизонтальный уча-сток, в конце которого разгружается конвейер. При пологом угле наклона трассы конвейер опирается на промежуточные опоры, при угле наклона свыше 700 проме-жуточных опор не требуется.
Первым большим успехом фирмы является установка конвейера «Флексовелл» на угольной шахте «Элкхарт Майн» (США). Здесь был использован вертикальный конвейер «Флексовелл» для доставки угля крупностью до 76 мм на поверхность. Производительность установки составляет 590 т/ч при ширине ленты 1,6 м, высота перегородок - 0,36 м, шаг перегородок - 0,33 м, высота гофрированного борта - 0,4 м. Высота подъема угля составляет 100 м. В 1985 г. фирма создала крутонаклонный конвейер повышенной пропускной способности - до 4 тыс. т/ч при скорости движе-ния ленты 5 м/с. Угол подъема - до 900. Конвейер предназначен для транспортиро-вания руды крупностью до 400 мм (в этом случае скорость движения ленты 3 м/с).
Высота транспортирования конвейерами «Флексовелл» определяется разрывной прочностью ленты и степенью загрузки «карманов». Максимальная высота подъема может достигать 500 м при производительности до 2 тыс. т/ч и скорости до 8 м/с.
При высоте подъема 30-50 м производительность может достигать 10 тыс. т/ч. Конвейер «Флексовелл» является наиболее известным и типичным представителем КНК с поперечными перегородками и гофрированными бортами среди аналогов, вы-пускаемых также фирмами «Шольц ЕФС», «Хапман Конвейер» (США), «Доути Ме-ко», «Намек» (Великобритания), «Бандабор» (Франция) и «Метсо Сведала» (Шве-ция). Принципиальные схемы конвейерных систем «Флексовелл» типа «Флексо-лифт» и «Покерлифт» производства шведского концерна «Метсо Сведала» пред-ставлены на рис.1.3 и 1.4, соответственно. Наиболее перспективным направлением развития КНК является создание конвейеров, способных транспортировать недроб-леную горную массу. Такие конвейеры, обладая всеми преимуществами КНК, поз-воляют отказаться от первичного дробления в карьере, что значительно снизит за-траты на добычу.
Для транспортирования крупнокускового материала под крутыми углами воз-можно использование конвейеров с подпорными элементами, которые могут быть выполнены как одно целое с лентой или устанавливаться на автономном тяговом ор-гане, образующем второй контур конвейера, который движется над основным. Угол наклона таких конвейеров не превышает 50-600.
В настоящее время на открытых горных работах мира широко применяется циклично-поточная технология добычи руд и скальных пород. Использование кру-тонаклонных конвейеров позволяет повысить эффективность схем ЦПТ и расширить область применения этой технологии на карьерах глубиной 300-500 м и более. Так, например, использование КНК на одном из карьеров ЮАР дает снижение себестои-мости транспортирования руды в 1,5 раза в сравнении с системой обычных конвейе-ров, а в сравнении с автотранспортом - в 10 раз.
Зарубежные фирмы выпускают также ряд межуступных карьерных перегружа-телей, обеспечивающих перемещение горной массы с нижележащего горизонта на вышележащий. Фирмой «Континентал» (США) создан передвижной модуль КНК длиной 35 м, шириной ленты 1500 мм и скоростью движения до 6,1 м/с, предназна-ченный для работы под углами 30-600. Модуль может перемещаться на гусеничном, рельсовом или пневмоколесном ходу. Конвейер прошел испытания на добыче угля и обеспечил производительность 1350 т/ч. Максимальная расчетная производитель-ность составляет 2700 т/ч.
Весь текст будет доступен после покупки
