О совершенствовании и перспективах использования ленточных отвалообразователей опорно-звеньевой системы

Богданов Е. И., СЗПИ [Северо-западный заочный политехнический институт]

 От редакции сайта: Недавно мы опубликовали статьи о мобильных ленточных конвейерах для россыпей:

https://zolotodb.ru/articles/technical/11725

https://zolotodb.ru/articles/mining/open-pit/11746

В дополнении к этим работам предлагаем вашему вниманию архивную статью о применении на россыпях ленточных отвалообразователей. Надеемся, что старый опыт может быть полезным для развития технологии эффективной транспортировки горной массы.  

 

Журнал «Колыма», 1972 г

Основной принцип отвалообразователей (стакеров) опорнозвеньевой системы заключается в применении последовательно наращиваемых по мере развития отвала звеньев, снабженных с одного конца ходовыми устройствами и удерживаемых посредством переставного пилона и вант на весу в крайнем консольном положении за счет использования веса предыдущих звеньев.

Опорно-звеньевые отвалообразователи, предложенные автором в 1953 г., показали два важных преимущества. Звеньевое выполнение позволило без перестановки пункта загрузки на новое место отсыпать отвалы любого требуемого объема. Последовательное опирание звеньев на поверхность самого отвала (принцип опорности) позволило достигнуть минимального собственного веса конструкции.

Преимущества опорно-звеньевых отвалообразователей оказались особо значительными в тех горно-эксплуатационных условиях, которые сложились при раздельных способах (бульдозерном и скреперном) разработки россыпей Северо-Востока. Уже че­рез 1–1,5 года после промышленных испытаний первого опытного образца (прииск «Верхний Ат-Урях», 1954 г.) они получили массовое применение в качестве главного средства складирования в отвалы обезвоженных хвостов промывки. Полностью заменив опорно-звеньевыми стакерами применявшиеся ранее скиповые канатнорельсовые терриконики, горные предприятия Северо-Востока высвободили большое количество рабочей силы и получили миллионную годовую экономию. За истекшие 15 лет выпуск опорно-звеньевых стакеров на заводах Магаданской области непрерывно увеличивался и сейчас достиг максимума.

В последнее время значительно расширилась область их рационального использования. Они оказались наиболее эффективным средством складирования гали не только на конвейерно-скрубберных промывочных приборах, для которых они и были созданы, но и на гидроэлеваторных промывочных установках. На прииске «Буркандья» их с успехом применили для складирования в отвалы песков подземной добычи на поверхности шахт в зимнее время. На приисках «Штурмовой» и им. Фрунзе их начали применять на бульдозерной вскрыше торфов в комплексе с бункерами-питателями и подъемными конвейерами.

Заимствуя опыт горной промышленности Северо-Востока, ряд предприятий треста «Огнеупорнеруд» в Донецкой области на основе наших принципиальных схем изготовили и внедрили опорно-звеньевые отвалообразователи мощного типа (для отвалов объемом в сотни тысяч и миллионы кубометров), имеющие механизированный поворот. Эти отвало­образователи уже на протяжении ряда лет с успехом используются промышленностью нерудных материалов по двум направлениям: на складировании сухих хвостов крупных обогатительных фабрик круглогодового действия и на складировании пород вскрыши в комплексе с роторными экскаваторами и забойными конвейерами.

Анализируя накопленный опыт использования отвалообразователей опорно-звеньевой системы, можно полагать, что в горной промышленности Северо-Востока их эффективное применение должно идти по следующим трем главным направлениям.

  • Первое традиционное направление — уборка в отвалы обезвоженных хвостов промывки (гали) на переставных и полустационарных промывочных установках как с механической, так и гидравлической подачей песков. В этом направлении требуют решения следующие задачи.

Серийно выпускаемые для промывочных приборов галечные стакеры СПЗ-650 и СПЗ-800 имеют ряд недостатков. Наиболее важный из них — низкий уровень всех показателей надежности: срока службы, общего и межремонтного технических ресурсов, коэффициентов надежности и готовности. Общий срок службы стакерных комплектов, изготовляемых Магаданским механическим заводом, составляет от 1,5 до 2,5 лет вместо 5–6 лет, установленных общесоюзными нормативами амортизационных отчислений для сборно-разборных звеньевых ленточных транспортеров. Этим в значительной мере объясняется большое количество стакерных комплектов, которое ежегодно заказывают прииски на заводах.

Особенно ненадежна в серийно выпускаемых стакерах металлоконструкция. Вполне обоснованное стремление конструкторов добиться предельного уменьшения собственного веса привело к чрезмерному ее ослаблению. Оптимального решения, соответствующего наивыгоднейшему с точки зрения экономики соотношению весовых показателей ме­таллоконструкции и ее показателей надежности, еще не найдено.

Недопустимо низкое качество грузовых и холостых роликов, поставляемых в составе стакеров, не только приводит к быстрому выходу из строя самих роликоопор, но увеличивает сопротивление движению ленты, а следовательно, ее износ и расход электроэнергии. Повышенный (особенно борто­вой) износ ленты на стакерах неизбежен в связи с передвижным характером конвейера, невыгодным с точки зрения распределения натяжений, низким расположением двухбарабанного привода, совме­щенного с натяжной станцией, высокой абразивностью и крупной кусковатостью галечного мате­риала. Однако этот износ может быть резко снижен при оптимальных конструктивных и технологиче­ских решениях.

В связи с тем, что стакерные ленты формируются по длине из большего числа отрезков, многократно соединяемых и разъединяемых в процессе эксплуатации, большое значение имеет вопрос выбора наивыгоднейшей конструкции стыка лент и рационали­зации их соединений и разъединений в процессе наращивания стакеров и их последующей разборки при перестановках.

Важные упущения имеются в организации процесса наращивания стакеров при их эксплуатации. Предназначенные для этого легкая монтажная электролебедка и сборочный канат в комплекте стакеров не предусмотрены и заводами не поставляются. Прииски используют тракторы, бульдозеры, подъемные краны, что приводит к значительному увеличению длительности и трудоемкости процессов эксплуатационного наращивания и повышенному износу металлоконструкций. Для устранения этого недостатка необходимо изыскивать новые, более совершенные монтажные схемы и способы наращивания.

Неблагополучное положение сложилось и с рельсовым хозяйством стакеров. С момента начала их серийного производства дуговые монорельсы не включаются в комплект поставки. Прииски, особенно те, которые ведут только открытые горные работы, испытывая острый недостаток в рельсах, во многих случаях используют вместо них любой подручный материал: различный стальной прокат, трубы, деревянные лежни и т. д. В результате резко возрастают затраты труда и времени на эксплуатационные повороты, нарушается геометрическая правильность отвальной поверхности и оси конвей­ерного става стакеров.

В Полярнинском горно-обогатительном комбинате из-за отсутствия рельсов вообще отказались от эксплуатационного наращивания стакеров и на большинстве промывочных приборов использовали только основные (приводные) звенья, после кото­рых складирование гали в отвал производили бульдозерами.

Вполне очевидно, что дуговые монорельсы должны поставляться заводами в качестве изделия как неотъемлемая составная часть стакерных комплектов. Каждый монорельс должен иметь строго определенный радиус, соответствующий порядковому номеру линейного звена, их гнутье и маркировка должны производиться заводом-изготовителем. Видимо, для стакеров нецелесообразно применять стандартные железнодорожные рельсы в связи с ничтожно малой интенсивностью движения по ним. Износостойкость рельсов здесь практически не имеет значения, необходим только достаточный момент сопротивления. Этот вопрос необходимо исследовать и найти наиболее рациональную конструкцию стакерных рельсов, что позволит снизить металлоемкость и повысить эксплуатационную надежность стакерных комплектов.

Одно из важных направлений технического прогресса на промывке песков состоит в создании мощных переставных промывочных установок производительностью 2–3 тыс. м3 в сутки и более с конвейерной и гидравлической (землесосной и гидроэлеваторной) подачей песков. Поэтому наряду с задачей совершенствования серийно выпускаемых стакеров с лентами шириной 650 и 800 мм (СПЗ-650 и СПЗ-800) назрела необходимость создания и выпуска более мощных моделей. Их отсутствие уже сейчас заставляет некоторые прииски (например, «Штурмовой», им. Гастелло, «Бурхала») применять для высокопроизводительных промывочных устано­вок сдваивание и страивание серийных стакеров СПЗ-800, что сопряжено с рядом эксплуатационных неудобств и экономически нецелесообразно.

Технико-экономические расчеты показывают, что опорно-звеньевые ленточные стакеры являются наивыгоднейшим из всех известных типов хвостового отвалообразователя не только для переставных промывочных приборов, но и для стационарных (долгодействующих) промывочных установок типа сезонных обогатительных фабрик, независимо от их пропускной способности и общего конечного объема переработки горной массы. Так, например, расчет показывает, что замена шагающего консольно-подвесного отвалообразователя, принятого в проекте сезонной обогатительной фабрики прииска «Ленин­градский» Полярнинского горнообогатительного комбината на опорно-звеньевой стакер мощного типа с лентой шириной 1000–1200 мм, изготовление которого не составит трудностей для Магаданского механического завода, могла бы значительно сни­зить капитальные затраты на хвостовое хозяйство.

  • Второе перспективное направление в использовании опорно-звеньевых стакеров — это поверхностное складирование песков подземной добычи. Шахтные стакерные отвалы имеют удобную для последующей разработки и промывки геометрическую форму и не уплотняются, как это наблюдается при бульдозерной разваловке. Когда применяют конвейерный шахтный подъем, стакеры совместно с ним образуют единую цепь средств непрерывного транспорта, что обеспечивает однотипность применяемого оборудования и его высокую пропускную способность. Высвобождаются бульдозеры — основная землеройная машина на приисках Северо-Востока, незаменимая на промывке песков и вскрыше торфов.

Крупногабаритный характер мерзлых шахтных песков требует независимо от проектируемой пропускной способности применять конвейерные ленты шириной не менее 1 м. Поэтому внедрение стакерного отвалообразования на поверхности шахт так­же требует быстрейшего создания серийной модели опорно-звеньевого отвалообразователя более крупного типоразмера, чем выпускаемые.

При создании специальной модификации стакеров для подземных песков должны быть решены некоторые инженерные задачи, связанные с работой в течение зимы в особо суровых климатических условиях. Основная проблема при этом — применение ленты особо высокой морозостойкости. Опытная партия такой ленты с номинальным пределом моро­зостойкости минус 60 °С была изготовлена в 1964–1965 гг. по заказу бывшего Северо-Восточного совнархоза на Свердловском заводе резинотехнических изделий. К сожалению, специальных наблюдений над ее работой проведено не было, однако сведения, полученные с приисков, говорят о ее высоких эксплуатационных качествах. Следовательно, задача создания лент с особо высоким пределом морозостойкости с технологической точки зрения решена, и остается только организовать ее производство по заказам предприятий объединения «Северовостокзолото». Одновременно при создании шахтной модификации стакеров необходимо решить вопросы применения хладостойких сталей, низко­температурных смазок, ветровой защиты и провести соответствующие исследования. 

  •      Третье направление в использовании опорно-звеньевых стакеров — вскрыша торфов. Эффективность этого направления состоит, главным образом, в предельном сокращении транспортных функций бульдозеров и автоскреперов, что позволяет сосредоточивать максимум их производственной мощности на выполнении землеройных функций. При создании вскрышной модификации в качестве базы также должен быть принят опорно-звеньевой стакер более крупного типоразмера, чем выпускаемые сейчас, что диктуется и крупногабаритным характером торфов и высокой производительностью вскрышных комплексов. При этом необходимо исследовать и решить такие задачи, как выбор наи­более эффективной общей транспортно-технологической схемы, разработка рациональной конструкции сборочных (забойных) транспортеров, передвижных грузчиков-питателей и ряд других. Весьма возможно, что исследования и опытно-конструкторские разработки в этом направлении покажут, что у вскрышной модификации общая конструктивная схема должна будет существенно отличать­ся от традиционной схемы опорно-звеньевого галечного стакера.

Как видим, дальнейшее развитие всех трех направлений, в том числе и основного (уборка хвостов промывки), требует быстрейшего создания более мощных моделей опорно-звеньевых стакеров, в первую очередь с лентой шириной 1000 мм, а в дальнейшем и 1200 мм. Учитывая, что для создания и освоения серийного выпуска более мощных моделей стакеров потребуется не менее 2,5–3 лет, следует к решению этой задачи приступать незамедлительно.

Более мощные стакеры не могут быть созданы путем простого масштабного увеличения выпускаемой сейчас модели СПЗ-800. Здесь требуется решать принципиально новые инженерные задачи. Из них главная — это система механизации эксплуатационного поворота. С этой целью ранее автором была предложена схема, предусматривавшая применение самоходных шасси с индивидуальными электрическими приводами. Эта схема использована в отвалообразователях, работающих в Донецкой области, и в проекте стакера СПЗМ-1000, разработанного ЦКБ в 1971 г. Однако такое решение имеет ряд недостатков. Самоходные шасси значительно увеличивают вес и стоимость стакера, усложняют его конструкцию и эксплуатационное обслуживание (следует иметь в виду, что все шасси должны иметь приводы с разными передаточными числами, соответствующими порядковому номеру линейного звена), затрудняют эксплуатационное наращивание, монтажные и демонтажные работы.

Более рациональной представляется новая схема, которую можно назвать канатной централизованной. Она имеет крупные преимущества перед системой с самоходными шасси. Общий вес, металлоемкость и стоимость изготовления уменьшаются на 15–20%. Значительно более простыми, дешевыми и менее трудоемкими становятся эксплуатационное наращивание, монтажи, демонтажи, обслуживание и ремонты. Существенно повышается общая эксплуатационная надежность. При самоходных шасси во избежание пробуксовки колес должны обеспечиваться достаточно большой сцепной вес стакера, строгая горизонтальность бровки отвала, достаточно высокий коэффициент сцепления ведущих колес с рельсами (недопустимо попадание на рельсы смазки, грязи, их обледенение). В новой схеме все эти требования отпадают. Значительно возрастает ветровая устойчивость стакера, что особенно важно для полярных и прибрежных районов и крупных объектов, где отвалы достигают значительной высоты, отпадает необходимость в противоугонных устройствах.

Новая система, благодаря принудительному канатному повороту, производимому от одного централизованного привода, предоставляет значительно лучшие возможности для автоматизации. Датчиком, дающим сигнал на включение поворотной лебедки, может служить любой сигнализатор уровня (механический, электронный или радиоактивный), устанавливаемый под концевым разгрузочным барабаном очередного консольного звена. Для ограничения центрального угла поворота у концов дугового монорельса устанавливают концевые переключатели, взаимодействующие с колесным шасси и дающие сигнал на реверсирование лебедки поворота.

Видимо, канатная система поворота окажется целесообразной не только для вновь создаваемых мощных моделей стакеров с лентами шириной 1000 мм и более. Простота, надежность и малый собственный вес необходимого оборудования дают основания полагать, что предлагаемую систему можно будет с успехом применить и для более легких моделей, например для серийно выпускаемого стакера СПЗ-800. Уже при 5–6 линейных звеньях его ручной поворот связан с трудностями. В связи с тенденцией роста объемов песков, промываемых на одной приборостоянке, выпускаемое 5–6-звенное его выполнение становится явно недостаточным. Необходима конструктивная модернизация этого стакера с целью увеличения мощности конвейерного привода и увеличения числа звеньев. Одновременно можно будет осуществить механизацию его эксплуатационного поворота посредством описанной канатной централизованной системы.

Роль и значение ленточных опорно-звеньевых отвалообразователей в горной промышленности Северо-Востока за последнее десятилетие значительно возросли и имеют перспективу дальнейшего роста. Поэтому совершенствование их серийно выпускаемых образцов и создание новых, в том числе более мощных модификаций, представляется задачами актуальными и неотложными. Решать их надо на строго научной основе. Несмотря на то что выпуск опорно-звеньевых стакеров на Магаданских заводах ведется уже давно и во все возрастающих масштабах, такой основы до сих пор не создано. Этим в значительной мере объясняются отмеченные выше эксплуатационные недостатки серийных образцов и ряд нерешенных вопросов в области дальнейшего совершенствования стакеров и создания их новых модификаций. Видимо, следует незамедлительно развернуть соответствующие научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы.


-0+0
Просмотров статьи: 940, комментариев: 2       

Комментарии, отзывы, предложения

Магадан, 28.03.18 01:41:12

Более рациональной представляется новая схема, которую можно назвать канатной централизованной. Она имеет крупные преимущества перед системой с самоходными шасси. Общий вес, металлоемкость и стоимость изготовления уменьшаются на 15–20%. Значительно более простыми, дешевыми и менее трудоемкими становятся эксплуатационное наращивание, монтажи, демонтажи, обслуживание и ремонты. Существенно повышается общая эксплуатационная надежность.

Подробнее об этом статью хотелось бы.

Практик, 29.03.18 12:03:39

Интересная технология, но почему-то нигде сейчас ее не видно. Может кто-то видел? Где?

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «О совершенствовании и перспективах использования ленточных отвалообразователей опорно-звеньевой системы »


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "шесть прибавить 3":

подписаться на комментарии