Технологічні основи відкритої розробки підірваних скельних порід комплексами машин безперервної дії

,т/год. (13)

де К_н - коефіцієнт наповнення жолоба гірничою масою; К_р - коефіцієнт розрихлення гірничої маси; К_з - коефіцієнт навантаження конвеєрного поїзда; Т_р - середня тривалість поїзда, с.

Встановлена залежність коефіцієнту навантаження конвеєрного поїзда від довжини поїзда, гранулометричного складу гірничої маси та кута нахилу траси і визначені його показники (К_з = 0,64...0,90).

Встановлені закономірності впливу параметрів системи розробки на ефективність застосування комплексів машин безперервної дії зі стрічковими конвеєрами у схемах ПТ. Визначено, що найбільший вплив має висота робочої зони та висота уступу. Встановлено, що спочатку із збільшенням висоти робочої зони наведені питомі витрати знижуються за параболічною залежністю у зв'язку з інтенсивним збільшенням виробничої потужності кар'єру і досягають мінімальних значень. Подальше збільшення висоти робочої зони за умови підвищення продуктивності кар'єру не компенсує значних капітальних витрат на придбання додаткових вибійних комплексів машин і засобів транспорту. Це призводить до збільшення вартості розробки та утворення області оптимуму наведених питомих витрат, що визначає раціональне значення висоти робочої зони. Доведено, що за умови невеликої висоти уступу (10...15 м) великі питомі витрати визначаються наявністю чималої кількості транспортних горизонтів у межах робочої зони і істотними витратами на придбання вибійних комплексів і засобів транспорту. За умови збільшення висоти уступу зменшується їх кількість в межах робочої зони, зменшуються капітальні витрати і знижується продуктивна потужність кар'єру, а продуктивність комплексу підвищується за рахунок зменшення втрат часу на виконання допоміжних операцій і пересування вибійних стрічкових конвеєрів. Наведені питомі витрати зменшуються за гіперболічною залежністю, стабілізуються, визначаючи раціональну висоту уступу.

Для умов залізорудних кар'єрів Кривбасу визначені раціональні значення параметрів системи розробки із застосуванням комплексів зі стрічковими конвеєрами в схемах ПТ: висота робочої зони - 60...100 м; висота уступу - 25...30 м; довжина фронту робіт - 1000...1700 м; ширина робочої площадки - 70...90 м. Обґрунтований раціональний гранулометричний склад підірваної скельної маси за ПТ: d_cp = 160...200 мм, вміст транспортабельної фракції (0...400 мм) - 88...92 %, а потребуючої додрібнення (400...1000 мм) - 8...10 %, негабарит (понад 1000 мм) - 0,05...0,1 %.

РОЗДІЛ 5. Розробка технологічних схем ведення гірничих робіт в робочій зоні глибоких кар'єрів та їх структурна систематизація. Розроблені технологічні схеми ведення гірничих робіт комплексами машин безперервної дії у робочій зоні глибоких кар'єрів за ПТ і за ЦПТ, особливість яких полягає у застосуванні принципово нових комплексів машин безперервної дії з раціональними технологічними і конструктивними параметрами для створення безперервного високопродуктивного потоку гірничої маси з постійним технологічним взаємозв'язком і незалежністю виконання технологічних процесів екскавації, транспортування і розвантаження скельних порід окремими самостійними машинами.

Розроблені технологічні схеми ведення гірничих робіт комплексами машин безперервної дії з стрічковими конвеєрами у робочій зоні глибоких видобувних горизонтів, які містять корисні копалини з розкривними скельними породами. Вони передбачають виробки одним вибійним комплексом одного або кількох горизонтів з поділом і без поділу уступу на підуступи: з обладнанням у робочій зоні трьох транспортних горизонтів, кожен з яких відробляється самостійним вибійним комплексом, який здійснює на кожному горизонті виймання верхнього й нижнього підуступів на один транспортний горизонт; з поділом зони на три транспортних горизонти, які послідовно відробляються двома вибійними комплексами на один транспортний горизонт поділом уступу на підуступи; з поділом зони на чотири транспортних горизонти із змінною їх відробкою двома вибійними комплексами без поділу уступу на підуступи.

Розроблені технологічні схеми застосування комплексів з стрічковими конвеєрами відробки верхніх розкривних горизонтів, вміщуючих тільки розкривні скельні породи, а також переважно скельні породи і частково корисні копалини.

Розроблені технологічні схеми застосування комплексів зі стрічковими конвеєрами відробки глибоких видобувних горизонтів, вміщуючих корисні копалини та породу, в зоні існуючої ЦПТ, яка забезпечує роздільне транспортування і складування корисних копалин і породи. Схема передбачає прив'язку вибійних конвеєрів до похилого конвеєра ЦПТ за допомогою системи торцевих конвеєрів.

Для вибійного комплексу рекомендуються різноманітні типорозміри екскаватора безперервної дії (ЕРГС-3300, ЕРГС-4600, ЕРГС-5000) та відповідні грохотилно-дробильні перевантажувачі (ПГС-1000, ПГС-1400, ПГС-2250).

Вибір технологічних схем і типу вибійного комплексу для конкретних гіничо-технічних умов здійснюється в залежності від характеру залягання корисних копалин, параметрів кар'єру та режиму гірничих робіт.

Розроблені технологічні схеми застосування екскаватора безперервної дії і грохото-дробильного перевантажувача як мобільного перевантажувального пункту за ЦПТ і різними способами подачі гірничої маси на похилий стрічковий конвеєр: через рудоспуск; через рудоспуск з використанням передаточного стрічкового конвеєра, розташованого вздовж складу гірничої маси; безпосередньо перевантажувачем на похилий конвеєр; на похилий конвеєр з використанням передаточного стрічкового конвеєра, розташованого вздовж складу.

Розроблені технологічні схеми застосування конвеєрних поїздів за ЦПТ, які найбільш ефективно використовуються як підйомний транспорт разом з менш громіздкими, ніж під час застосування стрічкових конвеєрів перевантажувальними пунктами. Розроблені схеми перевантажувальних пунктів, які за способом перевантаження поділяються на такі види: бункерні - з перевантажувачами за допомогою акумулюючих ємкостей (бункерів); екскаваторні - з використанням для перевантаження складів гірничої маси і перевантаженням її у конвеєрний поїзд екскаваторами циклічної або безперервної дії; комбіновані (екскаваторно-бункерні) - з використанням екскаваторного та бункерного перевантаження. Це дозволило розробити технологічні схеми застосування конвеєрних поїздів за ЦПТ на деяких дослідно-промислових ділянках у різних галузях гірничовидобувної промисловості.

Уперше з врахуванням принципів формування структур комплексної механізації, ступеня безперервності різних видів технології та особливостей розробки підірваних скельних порід систематизована структура технологічних схем, яка передбачає поділ їх на технологічні групи, характерні ступенем безперервності, видом технологій (ПТ, ЦПТ), комплексів (зі стрічковими конвеєрами і конвеєрними поїздами) та розроблюваною гірничою масою (руда, розкривна порода), та поділ на структурно-технологічні вузли (уступ, зв'язок між уступом і підйомним транспортом, підйомний транспорт, транспорт на поверхні та відвал), які визначають склад, взаєморозташування і технологічний взаємозв'язок окремих машин комплексів.

Проведено дослідження шкідливих викидів автосамоскидів різних видів технології (ЦТ, ЦПТ і ПТ). Виявлено, що застосування комплексів машин безперервної дії у схемах ЦПТ і ПТ дозволяє знизити кількість експлуатованих автосамоскидів і відповідно об"єм шкідливих викидів від 50 т до 200 т на рік, залежно від виду технології та вантажопідйомності автосамоскидів.

Встановлено, що галузь застосування комплексів машин безперервної дії під час розробки підірваних скельних порід визначається раціональними параметрами системи розробки та їх відповідністю горизонтальній потужності родовищ корисних копалин. Застосування комплексів зі стрічковими конвеєрами найбільш ефективне у зоні глибоких горизонтів кар'єрів глибиною більше 200...250 м, розташованих між зоною залізничного транспорту і постійно поглиблюваною зоною ЦПТ. Застосування конвеєрних поїздів ефективне на великих кар'єрах глибиною понад 100 м, продуктивністю понад 15,0 млн. т/рік і дальністю транспортування на поверхні 2,0...20,0 км. За ЦПТ комплекси машин безперервної дії можна використовувати як мобільні перевантажувальні пункти (екскаватор разом з перевантажувачем) та магістральний підйомний транспорт (конвеєрні поїзди) у поєднанні з різними видами розроблених перевантажувальних пунктів.

Розроблені технологічні схеми використані проектними інститутами у проектах комплексів машин безперервної дії з ЦТ і ЦПТ на кар'єрах зі скельними породами у різних галузях гірничовидобувної промисловості.

РОЗДІЛ 6. Дослідно-промислова перевірка, упровадження результатів досліджень та економічна ефективність застосування комплексів машин безперервної дії для розробки підірваних скельних порід. Виконана дослідно-промислова перевірка експериментального зразка екскаватора безперервної дії ЕРГС-2000 на Первомайському кар'єрі Північного ГЗК. Встановлено, що екскаватор виконує всі технологічні операції відробки вибою (підробка уступу, розбирання та обвалення гірничої маси, черпання гірничої маси з розвалу, прибирання негабариту і зачищення підошви), конструкція екскаватора працездатна, фактичні значення параметрів відповідають розрахунковим. Рішенням міжвідомчої комісії з промислових випробувань екскаватора ЕРГС-2000, призначеної Наказом Міністра чорної металургії УРСР, рекомендовано для проектування повнометражного зразка використати конструкції та кінематичні схеми його робочого обладнання.

Проведена дослідно-промислова перевірка транспортного комплексу з конвеєрними поїздами на Рибальському гранітному кар'єрі, в результаті якої встановлено його працездатність, доведена можливість безударного навантаження конвеєрного поїзда і транспортування крупнокускової гірничої маси розміром до 1200 мм, подолання крутих підйомів з кутом до 15⁰, руху поїзда швидкістю до 6 м/с. На технічній нараді у заступника голови Держплану УРСР прийнято рішення щодо продовження досліджень для забезпечення переходу на промислову експлуатацію.

Розроблені технічні завдання і робоча документація для виготовлення комплексів машин безперервної дії: вибійний комплекс у складі ЕРГС-5000 та ПГС-2250 для дослідно-промислової дільниці на Калмакирському кар'єрі і транспортного комплексу з конвеєрними поїздами для дослідно-промислової дільниці Міжріченського вугільного розрізу. Новизна конструкцій машин комплексів захищена 7 авторськими свідоцтвами на винаходи.

Результати досліджень з розробки технологічних схем, обґрунтування їх основних параметрів і параметрів системи розробки використані проектними інститутами під час виконання проектів комплексів машин безперервної дії на дослідно-промислових ділянках і кар'єрах гірничовидобувних підприємств в схемах ПТ і ЦПТ: інститутом "Південдіпроруда" на Північному ГЗК та Південному ГЗК, інститутом "Кривбаспроект" на ЦГЗК, інститутом "ВНДПІпрокольормет" на Кальмакирському кар'єрі Алмаликського ГМК, інститутом "УкрНДбудпроект" на Рибальському гранітному кар'єрі, інститутом "Сибдіпрошахт" на Міжріченському вугільному розрізі ВО "Кемероввугілля". Технологічна схема застосування конвеєрних поїздів на Міжріченському розрізі наведена на рис. 6.

Рис. 6 - Технологічна схема застосування транспортного комплексу з конвеєрними поїздами на дослідно-промисловій дільниці Міжріченського вугільного розрізу.

За результатами досліджень розроблені методичні і нормативні документи: "Методика оцінки техніко-економічних показників системи транспорту з конвеєрними (візковими) поїздами для відкритих гірничих розробок", "Рекомендації щодо вибору технологічних схем із застосуванням системи транспорту з конвеєрними (візковими) поїздами на відкритих гірничих розробках", "Технологічний регламент відробки горизонту та відсипку відвалу на дослідно-промисловій дільниці потокової технології гірничих робіт".

Окремі пристрої, розроблені під час створення комплексів, впроваджені у виробництво: 35 пристроїв для приладів для підтримки стрічки у місці навантаження на збагачувальній фабриці ІнГЗК, грохот-живильник для крупнокускової скельної маси на Євпаторійському заводі будівельних матеріалів ВАТ "Славутич-Крим", внутрішньовалкові дробарки дрібного та середнього подрібнення на багатьох гірничовидобувних та перероблюваних підприємствах ("Якуталмаз", "Невськгеологія" та ін.).

Інститут "Південдіпроруда", розробивши "Техніко-економічні обґрунтування доцільності застосування комплексів машин безперервної дії під час розробки скельних порід та руд на Північному ГЗК", рекомендував для впровадження 33 комплекси з екскаватором безперервної дії на залізорудних кар'єрах Кривбасу у схемах ПТ і ЦПТ з економічним ефектом біля 70,0 млн. крб./рік. Інститут "ВНДПІпрокольормет" під час виконання проекту дослідно-промислової дільниці ПТ на Калмакирському кар'єрі довів ефективність застосування ПТ і рекомендував впровадити 18 комплексів з екскаватором безперервної дії на кар'єрах кольорової металургії з економічним ефектом понад 30,0 млн. крб./рік. Інститутами "Сибдіпрошахт", "Кузбасдіпрошахт", "Діпроруда", "Діпрокольормет", ДІГХС та ІГС ім. А.А. Скочинського у виконанні "Техніко-економічної доповіді ДКНТ СРСР про застосування системи транспорту з конвеєрними поїздами" визначена потреба у комплексах на 22 гірничовидобувних підприємствах з економічним ефектом біля 290,0 млн. крб./рік і рекомендовано впровадити 18 комплексів з конвеєрними поїздами на кар'єрах різних галузей гірничовидобувної промисловості. Загальний економічний ефект від застосування комплексів машин безперервної дії для розробки підірваних скельних порід складає біля 390 млн.крб/рік у цінах 1989 року (орієнтовно біля 100 млн. грн./рік).

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі отримані нові науково обґрунтовані результати у галузі відкритої розробки родовищ корисних копалин шляхом встановлення закономірностей взаємодії робочих органів гірничотранспортних машин безперервної дії з породою, взаємозв'язку їх параметрів з параметрами гірничих робіт і створення на цій основі принципово нової технології видобутку корисних копалин з безперервним потоком гірничої маси, що у сукупності вирішує важливу прикладну проблему підвищення ефективності відкритих гірничих робіт на глибоких кар'єрах зі скельними рудами і породами.

Стан питання. Гірничовидобувна промисловість України характеризується наявністю великих гірничовидобувних комплексів, на яких понад 80 % залізної руди видобувається відкритим способом за умови постійного поглиблення кар'єрів. У роботі підприємств за нинішніх ринкових відносин найважливіше завдання - підвищення ефективності роботи кар'єрів шляхом концентрації гірничих робіт і створення високоефективних, ресурсозберігаючих та екологічно орієнтованих технологій видобутку корисних копалин. Найбільш перспективним напрямком вирішення цієї проблеми є перехід від ЦТ та ЦПТ до потокової технології ведення гірничих робіт комплексами машин безперервної дії зі стрічковими конвеєрами і конвеєрними поїздами.

Методи вирішення наукової проблеми включають комплекс теоретичних та експериментальних досліджень, аналіз та узагальнення передових досягнень гірничої науки і техніки; системний аналіз конструкцій гірничих машин; методи механіки сипучих середовищ, теорії подібності та ймовірності, систематизацію технологічних схем на основі наукових класифікацій; економіко-математичне моделювання та техніко-економічний аналіз технологічних процесів гірничого виробництва; лабораторні та промислові експерименти, які ґрунтуються на плануванні експериментів зі статистичною обробкою даних ПОЕМ, фізичному моделюванні, тензометричному та електричному вимірюванні неелектричних величин, кіно- і фотореєстрації процесів взаємодії робочих органів гірничих машин з породою та дослідно-промислову перевірку технології і гірничих машин в умовах діючих гірничовидобувних підприємств.

Обґрунтованість і вірогідність наукових положень, висновків і рекомендацій підтверджується застосуванням фундаментальних положень і законів теорій відкритих гірничих робіт, гірничих машин, механіки сипучих середовищ, подібності та ймовірності; використанням апробованих методів фізичного моделювання і техніко-економічного аналізу, обґрунтованістю достатньої кількості експериментів, які забезпечують точність результатів експериментальних досліджень; співставленням результатів теоретичних досліджень з експериментальними даними (розбіжність не перевищує 10-20 %); дослідно-промисловою перевіркою технології і комплексів машин з використанням їх в проектах діючих гірничовидобувних підприємств.

Найбільш важливі наукові і практичні результати, висновки та рекомендації полягають у наступному:

1. Створена принципово нова потокова технологія розробки підірваних скельних порід комплексами машин безперервної дії, яка ґрунтується на безперервності високопродуктивного потоку гірничої маси від вибою до збагачувальної фабрики або відвалу шляхом її виймання з вибою екскаватором безперервної дії, грохотання та подрібнення вибійним перевантажувачем до фракції, транспортованої стрічковими конвеєрами та подальшим транспсортуванням до пункту розвантаження, або шляхом транспортування крупнокускової гірничої маси (до 1200 мм) конвеєрними поїздами з крутими кутами підйому (до 20⁰) без попереднього подрібнення і проміжних перевантажень.

2. Уперше виконана оцінка потоковості різних видів технології за коефіцієнтом безперервності технологічних схем застосування комплексів машин (К_н.сх), встановлені його значення для ЦТ, ЦПТ і ПТ та показано, що із зростанням ступеня безперервності технологічних схем від 0,33 до 1,0 продуктивність праці підвищується удвічі-тричі, а металомісткість та енергоспоживання обладнання знижується на 20...40 %, що дозволило оцінити ефективність роботи відмінних за ступенем безперервності комплексів машин у кар'єрах.

3. Теоретично обґрунтовані раціональні значення технологічних параметрів комплексів машин безперервної дії, які забезпечують ефективність розробки підірваних скельних порід: екскаватора безперервної дії (продуктивність 1800...2250 м³/год., висота черпання 15...23,0 м), грохотильно-дробильного перевантажувача (ємкість бункера - 56...75 м³, приймальний отвір дробарки - 1100..1250 мм, довжина розвантажувальної консолі - 20...34 м), конвеєрного поїзда (довжина 130...250 м, швидкість 9...15 м/с - для великих кар'єрів; довжина 30...50 м, швидкість 6...8 м/с - для малих кар'єрів), що дозволило створити ПТ для відкритого видобутку корисних копалин.

4. Встановлена залежність зміни траєкторії руху ріжучого ребра ковша екскаватора безперервної дії від кінематичних параметрів робочого органу та співвідношення швидкостей обертання ротора (_р) і напору рукоятки (V_н); доведено, що екскаватором безперервної дії здійснюються всі траєкторії, необхідні для виробки вибою, визначені співвідношення (_р) і (V_н) під час підробки уступу, його розбирання з обваленням гірничої маси, черпання її з розвалу, прибирання негабариту і зачищення підошви уступу, що дозволило обґрунтувати вихідні вимоги до конструкції екскаватора та технологічних схем його застосування.

5. Встановлені залежності радіусів дроблячих поверхонь (обойми R_o та валу r_в) циліндричної внутрішньовалкової дробарки від ступеня подрібнення та коефіцієнту тертя породи об дроблячу поверхню (); доведено, що радіуси дроблячих поверхонь досягають мінімальних значень R_o.mіn = 0,7...0,9 м, r_{в. mіn}= 0,3...0,4 м при = 0,3...0,4, що дозволило знизити вагу дробарки на 20...30 % у порівнянні з раніше відомими конструкціями.

6. Встановлено, що основними факторами, які визначають тягове зусилля конвеєрного поїзда з лінійним асинхронним двигуном (ЛАД) є швидкість руху поїзда (V_п) та повітряний зазор між ротором і статором (); доведено, що з = 8...11 мм ЛАД розвиває максимальне тягове зусилля з максимальною швидкістю V_п.max = 6,0 м/с; із збільшенням повітряного зазору від 8 мм до 14 мм тягове зусилля знижується в 1,3...2,0 рази. Це дозволило розробити конструкцію, обґрунтувати режими руху, які забезпечують реалізацію максимальних тягових зусиль та продуктивності конвеєрного поїзда.

7. Розроблені методики розрахунку основних конструктивних параметрів комплексів машин безперервної дії, зокрема, траєкторії руху ріжучого ребра ковша, потужності привода робочого органу та кінематичних параметрів процесу черпання екскаватора безперервної дії, радіусів обойми і валу циліндричної внутрішньовалкової дробарки, що дозволяє розраховувати їх значення у проектуванні різних типорозмірів машин.

8. Вперше розроблені принципово нові конструкції екскаватора безперервної дії, грохотильно-дробильного перевантажувача, конвеєрного поїзда, його навантажувальних і розвантажувальних пристроїв, працездатність яких підтверджена експериментальними дослідженнями й дослідно-промисловою перевіркою, що дозволило розробити технічні завдання і робочу документацію для виготовлення промислових зразків комплексів машин безперервної дії. Новизна конструкцій захищена авторськими свідоцтвами (№№ 385044, 714022, 819020, 876164, 1023112, 1492073, 1602928).

9. Встановлені залежності продуктивності розроблених комплексів машин безперервної дії від фізико-механічних властивостей гірничих порід, параметрів гірничотранспортних машин та гірничих робіт. Розроблена методика визначення продуктивності екскаватора безперервної дії, яка включає питому вагу технологічних операцій виробки вибою, значення коефіцієнтів наповнення ковша (К_н) та екскавації (К_е), які визначають технічну продуктивність екскаватора: підробка уступу - 10 % (К_н = 0,81, К_е = 0,58), виймання обваленої гірничої маси - 88 % (К_н = 0,95, К_е = 0,68), зачищення підошви уступу - 2 % (К_н = 0,3, К_е = 0,21), середньозважене значення - (К_н = 0,92, К_е = 0,66). Це дозволяє визначити продуктивність комплексів машин у конкретних гірничотехнічних умовах та оцінити ефективність застосування ПТ.

10. Установлені значення параметрів підробки уступу екскаватором безперервної дії та ведення гірничих робіт з ПТ для умов залізорудних кар'єрів Кривбасу: глибина підробки - 1,7...2,2 м, висота підробки - 5,0...5,4 м, ширина підробки (для двох заходок) - 30,0...34,0 м, висота робочої зони - 60...100 м, висота уступу - 25...30 м, довжина фронту робіт - 1000...1700 м, ширина робочої площадки - 70...90 м, що забезпечує підвищення ефективності видобутку руди.

11. Розроблені промислові зразки комплексів машин безперервної дії для застосування їх у конкретних умовах діючих гірничовидобувних підприємств: комплекс вибійних машин безперервної дії для розробки підірваних скельних порід у складі екскаватора безперервної дії ЕРГС-5000 (креслення ЕРГС 00.00.000 ВО) та перевантажувача гусеничного скельного ПГС-2250 (креслення 1ПГС 00.000 ВО); обладнання системи транспорту з конвеєрними поїздами (креслення загальних видів обладнання ПК 5.00.000 СБ, Ф 00.00.000 ВО, ЗП 00.00.000 ВО, Т 00.00.000 СБ, РУ 00.00.000 ВО). Рекомендовано застосовувати на глибоких кар'єрах чорної та кольорової металургії більше 50 комплексів машин безперервної дії зі стрічковими конвеєрами та конвеєрні поїзди на 18 кар'єрах різних галузей гірничовидобувної промисловості.

12. Упровадження ПТ на глибоких кар'єрах чорної, кольорової металургії та вугільної промисловості України і країн СНД дозволяє підвищити продуктивність праці у 2,0...2,8 рази, знизити металомісткість та енергоспоживання обладнання і собівартість видобутку на 20...30 %, зменшити шкідливі викиди автотранспорту на 50...200 т/рік. Сумарний очікуваний економічний ефект від упровадження розробленої технології складає майже 390 млн. крб./рік у цінах 1989 р (орієнтовно біля 100 млн. грн./рік).

Рекомендації, щодо використання отриманих результатів. Результати роботи пройшли апробацію та дослідно-промислову перевірку на гірничовидобувних підприємствах і використані у проектуванні потокової технології на кар'єрах різних галузей гірничовидобувної промисловості.

Розроблена потокова технологія відкритої розробки підірваних скельних порід комплексами машин безперервної дії рекомендується для широкомасштабного застосування на залізорудних кар'єрах України та країн СНД.

Розроблені технологічні схеми відробки вибою і ведення гірничих робіт у робочій зоні глибоких кар'єрів, "Методика оцінки техніко-економічних показників системи транспорту з конвеєрними (візковими) поїздами для відкритих гірничих розробок" і "Технологічний регламент для розробки проекту дослідно-промислової дільниці потокової технології з використанням комплексу машин безперервної дії для розробки підірваних скельних порід" рекомендуються для застосування у проектних організаціях ВАТ "Укрдіпроруда" та "Кривбаспроект" у проектуванні залізорудних кар'єрів України. технологічна відкритий скельна безперервна

Робочу документацію для виготовлення екскаватора ЕРГС-5000, грохотильно-дробильного перевантажувача ПГС-2250 і транспортного комплексу з конвеєрними поїздами рекомендується передати для використання НКМЗ та концерном "Азовмаш".

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ І РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В НАСТУПНИХ РОБОТАХ

1. Конвейерные поезда конструкции ИГТМ АН УССР/Б.Н. Тартаковский, B.C. Вишняков, А.С. Пригунов, С. М. Бро. - М.: ЦНИЭИуголь, 1980. -50с.

2. Экспериментальные исследования рабочего процесса экскаватора непрерывного действия на модели/С. М. Бро, А.С. Пригунов, В.М. Щтейнцайг, К.В. Иванов//Совершенствование техники и технологии откр.разраб.месторож. Сб. научн. трудов ИГТМ АН УССР. - К.: Наукова думка, 1975. - Вып.5. - С. 102-107.

3. Технология разработки карьеров с применением конвейерных поездов/ Б.Н. Тартаковский, А.С. Пригунов, В.Т. Куприй, Л.М. Солодовник, B.C. Вишняков, Ю.Ф. Захаров, Н.А. Максименко, В.А. Чалый, В.П. Афонин //Горный журнал- 1978. - № 5. - С. 22-23.

4. Транспортный комплекс с конвейерными поездами для открытых горных работ/Б.Н. Тартаковский, А.С. Пригунов, С. М. Бро, B.C. Вишняков, Л.М. Солодовник, Н.А. Максименко, В.А. Чалый, В.Г. Афонин//Повышение эффективности открытой разработки месторождений. Сб.научн.трудов ИГТМ АН УССР. - К.: Наукова думка, 1979. -С. 42-59.

5. Конвейерный поезд на Рыбальском гранитном карьере/B.C. Вишняков, А.С. Пригунов, В.И. Шевченко, Н.И. Белобловский//Промышленный транспорт. -1983. -№ 6. -С. 9-10.

6. Технологические схемы поточного производства горных работ при использовании мощного горного оборудования/И.И. Гаврилюк, А.С. Пригунов, С.М. Бро, Г.Г. Грищенко, Б.З. Палей //Новая технология открытой разработки месторождений горно-химического сырья. Труды ГИГХС. - М: ГИГХС, 1984. - Вып.61. - С. 21-24.

7. Комплекс машин непрерывного действия для разработки скальных пород на карьерах/М.С. Четверик, С.М. Бро, А.С. Пригунов, И.И. Гаврилюк, Г.Г.' Грищенко//Проблемы совершенствования технологии открытой разработки месторождений. Сб. научн. трудов ИПКОН АН СССР. - М.: ИПКОН АН СССР, 1989. - С. 120-127.

8. Нерспегивные технологии добычи руд с применением новых комплексов машин/Э.И. Ефремов, М.С. Четверик, А.С. Пригунов, С. М. Бро //Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1990- №3. - С. 32-34.

9. Новожилов М.Г., Пригунов А.С. Применение на карьерах с крепкими породами поточной технологии и горно-транспортного оборудования непрерывного действ ия//В опросы теории открытых горных работ. Сб. научн. трудов МГГУ - М.: МГГУ, 1994. -С. 153-170.

10. Новожилов М.Г., Пригунов А.С. Внедрение на карьерах Украины энергосберегающих технологий и оборудования//Металлургическая и горнорудная промышленность. - 1994. - №1. - С. 37-40.

11. Новожилов М.Г., Пригунов А.С. Поточная технология открытой разработки скальных горных пород //Горное дело: Проблемы и перспективы. Сб. статей ИГДС СО РАН. - Якутск: Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук, 1994. - С. 47-56.

12. Пригунов А.С. Обоснование рациональных параметров системы разработки взорванных скальных пород //Геотехническая механика. Сб. научн. трудов ИГТМ НАНУ. - Днепропетровск, 1997. - Вып.2. - С. 25-29.

13. Новожилов М.Г., Пригунов А.С., Бро С. М. Проблемы внедрения поточной технологии на карьерах //Горный журнал - 1998. - № 1. - С. 18-20.

14. Пригунов А.С. Технологические схемы и эффективность применения комплексов машин непрерывного действия для разработки взорванных скальных пород//Геотехническая механика. Сб.научн.трудов ИГТМ НАНУ. - Днепропетровск, 1998. -Вып. З. -С. 145-148.

15. Пригунов А.С. Обоснование основных технологических параметров конвейерных поездов//Геотехническая механика. Сб.научн.трудов ИГТМ НАНУ. -Днепропетровск, 1998. - Вып. З. - С. 148-151.

16. Пригунов А.С. Обоснование параметров комплексов машин непрерывного действия для разработки взорванных скальных пород //Геотехническая механика. Сб. научн. трудов ИГТМ НАНУ. - Днепропетровск, 1998. - Вып.4. - С. 94-99.

17. Пригунов А.С. Поточная технология -основное направление развития открытой разработки взорванных скальных пород //Геотехническая механика. Сб. научн. трудов ИГТМ НАНУ. - Днепропетровск, 1998. - Вып.5. - С. 69-76.

18. Бро С. М., Пригунов А.С. Исследование процесса дробления многолетне-мерзлых пород внутривалковой дробилкой//Геотехническая механика. Сб.научн.трудов ИГТМ НАНУ. - Днепропетровск, 1998. - Вып.б,- С. 101-108.

19. Пригунов А.С Перспективы внедрения поточной технологи на железорудных карьерах Украины//Проблемы комплексн. освоения недр. Сб. научн. трудов НГАУ. - Днепропетровск: НГАУ, 1998. - С. 336-342.

20.А.С. 385044 СССР, М. Кл. Е 21с 47/00, В 65g 65/04. Ковш погрузочной машины/ Б.Н. Тартаковский, С.М. Бро, И.И. Гаврилюк, Б.З. Палей, К.В. Иванов, А.С. Пригунов, А.Х. Николенко, П.Ф. Нарыжный, Н.Д. Глубочанский (СССР). - № 1488895/22; Заявлено 10.09.70; Опубл. 29.05.73, Бюл. №25. - 2с. ил.

21. А.с. 714022 СССР, М. Кл.² Е 21 F 21 F 13/032, Е 21 F 13/08-Конвейерный поезд/ Б.Н. Тартаковский, Ю.Ф. Захаров, А.С. Пригунов, B.C. Вишняков, В.Т. Куприй, Н.А. Максименко, В.А. Чалый (СССР). - №2479280/22-03; Заявлено 25.04.77; Опубл. 5.02.80, Бюл. №5. -3 с. ил.

22. А.с. 819020 СССР, М. Кл.³ В 65G 67/22. Самоходное загрузочное устройство/Б.Н. Тартаковский, С. М.Бро, А.С. Пригунов, ВТ. Куприй, B.C. Вишняков (СССР). - № 27'67297727'-11; Заявлено 11.05.79; Опубл. 07.04.81, Бюл. №13. -3 с. ил.

23. А.с. 876164 СССР, М. Кл.³ В 02С 23/00. Установка для дробления негабарита/ Б.Н. Тартаковский, С. М. Бро, А.С. Пригунов, Б.З. Палей, Н.С. Чубенко (СССР). - № 2593842/29-33; Заявлено 24.03.78; Опубл. 30.10.81, Бюл. №40. -4с. ил.

24. А.с. 1023112 СССР, Е 21 F13/08. Конвейерный поезд / С. М. Бро, А.С. Пригунов, Б.З. Палей (СССР). - №3399471/21-03; Заявлено 19.02.82; Опубл. 15.06.83, Бюл. №22. -3с. ил.

25. А.с. 1492073 СССР, Е 21 F13/08, Е 21 с 47/04. Разгрузочное устройство для конвейерного поезда/ С. М. Бро, А.С. Пригунов, Л.М. Солодовник, М.Г. Потапов, Г.А. Липская, Э.М. Паршкин (СССР). - № 4334987/27-03; Заявлено 25.11.87; Опубл. 07.07.89, Бюл. № 25. - 4 с. ил.

26.А.с. 1602928 СССР, Е 02 F 3/18. Экскаватор непрерывного действия / С. М. Бро, В.Н. Потураев, А.С. Пригунов, Э.М. Паршкин, В.А. Мерзляков, В.Р. Эбич, Е.Н. Румянцев, И.И. Гаврилюк (СССР). - № 4466183/31-03. Заявлено 26.07.88; Опубл. 30.10.90.Бюл.№40. -4с. ил.

27. Создание комплекса машин для поточной технологии горных работ на глубоких карьерах Крив б асса/ С. М. Бро, Б.З. Палей, Г.Г. Грищенко, А.С. Пригунов, П.И. Семенко, Д.И. Малюта, К.В. Иванов, С. Л. Калашников //Глубокие карьеры. Материалы Второго Всесоюзного научно-технического совещания по проблеме разработки глубоких карьеров. - К.: Наукова думка, 1973. - С. 137-144.

28. Технология и оборудование для разработки карьеров с применением комплекса конвейерных поездов / Б.Н. Тартаковский, А.С. Пригунов, Л.М. Солодовник, B.C. Вишняков, Ю.Ф. Захаров, В.Т. Куприй //Разработка глубоких горизонтов карьеров. Материалы Ш Всесоюзного научно-технического совещания. - К.: Наукова думка, 1977. -С. 100-104.

29. Пригунов А.С. Перспективы применения конвейерных поездов при разработке глубоких горизонтов карьеров //Проблемы разработки глубоких горизонтов карьеров. Тезисы докладов и сообщений 1У Всесоюзного научно-технического совещания. - К.: Наукова думка, 1982. - С. 80-81.

30. Методика оценки технико-экономических показателей системы транспорта с конвейерными (тележечными) поездами для открытых горных разработок / М.Г. Потапов, Л.Л. Степанов, А.Н. Комраков, Л.В. Мелихов, Л.М. Солодовник, Б.З. Палей, А.С. Пригунов, С. М. Бро, М.В. Васильев, B.C. Волотковский. - М.: ИГД им. А.А. Скочинского,1983. - 54с.

31. Ефремов Э.И., Шапарь А.Г., Пригунов А.С. Комплекс машин непрерывного действия //Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1987. - Т.З. - С. 76-77.

32. Применение транспортной системы с конвейерными поездами на карьерах -одно из направлений повышения эффективности открытой разработки месторождений полезных ископаемых на больших глубинах /А.Н. Комраков, М.Г. Потапов, А.С. Пригунов, Н.М. Хачапуридзе, Б.З Палей, Л.М. Солодовник// Проблемы открытой разработки глубоких карьеров. Труды Международного симпозиума "Мирный-91". - Удачный: НИЦ "Мастер", 1991. - С. 453-456.

33. Экскаватор непрерывного действия и грохотильно-дробильный перегружатель для разработки скальных пород /А.С. Пригунов, С. М. Бро, М.С. Четверик, Г.Г. Грищенко // Проблемы откр. разраб. глуб. карьеров. "Мирный-91". - Удачный: НИЦ "Мастер", 1991. - С. 77-78.

34. Комплекс машин непрерывного действия для открытой разработки скальных пород / С.М. Бро, А.С. Пригунов, М.С. Четверик, Г.Г. Грищенко //Между нар од н. конф. "Механизация и автоматизация земляных работ". - К.: КИСИ, 1991. - С. 192-195.

35. Оборудование системы транспорта с конвейерными поездами /А.С. Пригунов, С. М. Бро, М.Г. Потапов, Л.М. Солодовник, В.Р. Эбич //Между народн. конф. "Механизация и автоматизация земляных работ". - К.: КИСИ, 1991. - С. 221-226.

36. Bro S.M., Prіgunov A.S. Complex of continuous faction machines for blasted hard rocks mining //Ш Geo engineering congress. Rock excavation: the future and beyond. -Torino: 1992. -P.157-161.

37. Глухонюк А.В., Пригунов А.С., Солодовник Л.М. Конвейерные поезда - эффективный, экологически "чистый" вид карьерного транспорта // Материалы межвузовской научно- практической конференции " Эколого-экономические проблемы разведки, разработки и обогащения полезных ископаемых Украины. НГАУ. - Днепропетровск: Наука и образование, 1997. - С. 100-102.

Особистий внесок автора в роботах, опублікованих у співавторстві:

[3, 6, 9, 10, 11, 13, 31,] - аналіз перспективи видобутку, досвіду роботи кар'єрів, тенденції розвитку техніки і технології, формулювання принципів формування й суттєвості потокової технології;

[1, 3, 6, 8, 10,11, 13,2 8, 28,] - розробка технологічних схем, обґрунтування параметрів схем та системи розробки ПТ;

[4, 5, 7, 27, 28, 31-37] - розробка конструкцій, обґрунтування технологічних і конструктивних параметрів комплексів машин;

[1, 3, 4, 28, 30] - встановлення залежностей взаємозв'язку параметрів технологічних схем і комплексів машин, розробка методики визначення продуктивності комплексів;

[1-3, 5, 11, 13, 18,' 27, 28, 37] - розробка методики експериментальних досліджень, обґрунтування масштабів моделювання, підготовка, проведення, обробка та аналіз результатів експериментальних досліджень;

[1, 3-5, 9-11, 13, 28, 30, 33, 37] - техніко-економічне обґрунтування ефективності, встановлення галузі використання і рекомендації щодо впровадження комплексів машин безперервної дії;

[20-26] - розробка і формулювання істотних характерних ознак.

АНОТАЦІЯ

Пригунов О.С. Технологічні основи відкритої розробки підірваних скельних порід комплексами машин безперервної дії - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.03 - "Відкрита розробка родовищ корисних копалин". Національна гірнича академія України, Дніпропетровськ, 1999.

Дисертація присвячена розробці технологічних основ створення принципово нової потокової технології відкритої розробки підірваних скельних порід комплексами машин безперервної дії. Розроблені принципово нові комплекси машин безперервної дії і технологічні схеми їх застосування. Розглянуті питання взаємодії робочих органів робочих машин з породами, наведені нові технологічні та конструктивні параметри обладнання. Розроблені технологічні схеми потокової технології відкритого видобутку корисних копалин, наведені параметри системи розробки, які забезпечують ефективність застосування потокової технології на глибоких кар'єрах зі скельними породами. Основні результати упроваджено в проекти різних галузей гірничовидобувної промисловості, а окремі прилади - на підприємствах України і Росії.

Ключові слова: потокова технологія, комплекси машин безперервної дії, підірвані скельні породи, параметри.

АННОТАЦИЯ

Прыгунов А.С. Технологические основы открытой разработки взорванных скальных пород комплексами машин непрерывного действия. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.03 - "Открытая разработка месторождений полезных ископаемых". Национальная горная академия Украины. Днепропетровск, 1999.

Диссертация посвящена разработке технологических основ создания принципиально новой поточной технологии открытой разработки взорванных скальных пород комплексами машин непрерывного действия. Впервые выполнена оценка поточности различных видов технологии по коэффициенту непрерывности технологических схем применения комплексов машин и определены их значения. Показано, что с возрастанием степени непрерывности технологических схем от 0,33 (цикличная технология) до 1,0 (поточная технология) производительность труда повышается в 2…3 раза, а металлоёмкость и энергопотребление оборудования снижается на 20…40 %. Это позволило оценить эффективность работы различных по степени непрерывности комплексов машин в карьерах.

Разработаны принципиально новые комплексы машин непрерывного действия для экскавации, транспортирования и разгрузки скальных пород: экскаватор непрерывного действия с двухковшовым рабочим органом, грохотильно-дробильный перегружатель с внутривалковой дробилкой, конвейерный поезд с единым грузонесущим полотном, устройства для его непрерывной загрузки и разгрузки. Выявлена взаимосвязь технологических параметров комплексов машин, установлены закономерности их влияния на производительность и эффективность применения. Определены их рациональные значения: экскаватор непрерывного действия (производительность 1800…2250м ³/ч, высота черпания 15…23 м), грохотильно-дробильный перегружатель (ёмкость бункера 56…75 м ³, приёмное отверстие дробилки 1100…1250 мм, длина разгрузочной консоли 20…34 м), конвейерного поезда длина 130…250 м, скорость 9…15 м/с - для крупных карьеров; (длина 30…50 м, скорость 6…8 м/с - для мелких карьеров). Установлены закономерности взаимодействия рабочих органов горнотранспортных машин со скальной породой и взаимосвязи параметров комплексов машин с параметрами горных работ. Обоснованы рациональные значения конструктивных и технологических параметров комплексов машин непрерывного действия, обеспечивающих эффективную разработку взорванных скальных пород и создание непрерывного высокопроизводительного потока горной массы: соотношение скорости ротора и напора стрелы, определяющих вид траектории движения режущей кромки ковша, параметров черпания (угол черпания, угол разгрузки и коэффициент наполнения ковша), мощности привода ротора экскаватора непрерывного действия; радиусов дробящих поверхностей внутривалковой дробилки, обеспечивающих её минимальный вес; воздушный зазор между ротором и статором линейного асинхронного двигателя, обеспечивающий реализацию максимального тягового усилия конвейерного поезда.

Разработаны технологические схемы отработки забоя и ведения горных работ в рабочей зоне глубоких карьеров со скальными рудами и породами комплексами машин непрерывного действия. Установлены закономерности технологической взаимосвязи параметров комплексов машин и параметров горных работ. Приведены рациональные параметры отработки забоя экскаватором непрерывного действия и системы разработки при поточной технологии ведения горных работ, обеспечивающие повышение эффективности открытого способа добычи полезных ископаемых: подработки уступа (глубина 1,7…2,2 м, высота 5,0…5,4 м, ширина для двух заходок 30…34 м), высота рабочей зоны 60…100 м, высота уступа 25…30 м, длина фронта работ 1000…1700 м, ширина рабочей площадки 70…90м. Впервые выполнена структурная систематизация технологических схем применения комплексов машин непрерывного действия в зависимости от степени непрерывности видов технологии и комплексов машин с разделением их на структурно - технологические узлы.

Применение комплексов машин непрерывного действия при поточной и циклично-поточной технологии для разработки глубоких карьеров со скальными рудами и породами позволяет повысить производительность труда в 2…3 раза, снизить металлоёмкость, энергопотребление оборудования и себестоимость добычи на 20…30 %, уменьшить вредные выбросы автосамосвалов на 50…200 т/год.

Основные результаты работы прошли апробацию и опытно-промышленную проверку на горнодобывающих предприятиях и использованы при проектировании поточной технологии на карьерах угольной промышленности, черной и цветной металлургии, отдельные устройства внедрены в производство.

Ключевые слова: комплексы машин непрерывного действия, взорванные скальные породы, параметры, поточная технология.

SUMMARY

Prigynov A.S. The technological bases of open working of blasted rocking by machine complexes of continuous action. - Manuscript.

Dissertation on the competition of scientific doctor's degree of technical sciences on the specialty 05.15.03. - Open working of useful fossilizes deposits. National Mining University of Ukraine, Dniepropetrovsk, 1999.

The dissertation is devoted to working of technological bases of creation of principal new endless technology open working of blasted rocking rocks by machine complexes of continuous action. There are worked the principle new machine complexes of continuous action and technological diagrams of their usage. There are examined the interaction's questions of work parts of mining machine with rocks, there are brought the new technological and constructive parameters of equipment. There are worked the technological diagrams endless technology of useful fossilizes, there are brought the parameter of system's output, which provided the usages` efficiency of endless technology on the deep quarries with rocking rock. The main results are inculcated into the quarry's projects of different branches of mountain-outputting industry and separate arrangements are inculcated on the businesses of Ukraine and Russia.

Key words: endless technology, machine complexes of continuous action, blasted rocking, and parameters.

Размещено на Allbest.ru