Что там в карьере. Часть 2

Paul Moore
Золотодобыча, №229, Декабрь, 2017

Продолжение. Читать начало, часть 1

 

Технологии дробления в области IPCC

Установка дробления — важнейший компонент системы IPCC, при этом дробилки — один из основных источников капитальных и эксплуатационных затрат.

Не так давно компания «TAKRAF» выпустила новую линейку классификаторов и валковых дробилок, обладающих рядом особенностей, обеспечивающих производственную экономию в таких условиях, в которых ранее рентабельности процесса можно было добиться лишь с помощью машин щекового или гирационного типа. К заявленным преимуществам оборудования «TAKRAF» относятся:

- повышенная производительность и возможность работы с липким исходным материалом;

- сниженный расход энергии благодаря более высокой эффективности дробления (сниженное количество мелкой фракции, сосредоточенная загрузка);

- сниженные нагрузка на фундамент и высота дробилки, за счет которых сокращаются капитальные расходы на металлоконструкции и строительные работы (опорные стенки и т.п.).

«Границы применения классификаторов и валковых дробилок определяются абразивностью и прочностью исходного материала. По этой причине в «TAKRAF» разработали новое поколение высоконадежных дробилок, в частности рассчитанных на измельчение твердого и абразивного минерального сырья, например железной и медной руды, бокситов, нефтеносных песков, вскрышных пород, которые обычно перерабатывают исключительно на установках щекового и гирационного типа», — отметили в «TAKRAF».

Принципиальными отличиями машин производства данной компании являются:

- максимальное сокращение времени простоя за счет быстрой замены компонентов дробилки и облегченного перемещения установки в двух направлениях;

- специальные элементы, которые продлевают срок службы дробилки при работе с абразивным минеральным сырьем;

- специальные прижимные сегменты для быстрого приема крупных кусков материала и качественного дробления с получением минимального количества мелкой фракции;

- высокая производительность вкупе с возможностью работы при липком материале;

- компактная конструкция, обеспечивающая сниженную нагрузку на фундамент, что особенно полезно для установок в полустационарном или передвижном исполнении.

Высоконадежные классификаторы «TAKRAF» ориентированы на первичное и вторичное дробление, оснащаются валками диаметром от 0,8 до 1,8 мм, длиной от 3000 до 4000 мм. Производительность машины достигает 12 тыс. т/ч, крупность питания — 2500 мм. Среди наиболее актуальных примеров использования оборудования компании можно отметить первичные классификаторы TCSX 14.35 для дробления абразивной бокситовой руды и TCS-X 18.26 для твердой вскрышной породы.

Чтобы повысить производительность и крупность исходного материала еще больше — до 14 тыс. т/ч и 3300 мм, «TAKRAF» разработано новое поколение высоконадежных валковых дробилок, оборудованных валками и приводами оптимизированной конструкции, рассчитанной на переработку пластичных и абразивных кусков нефтеносных песков. Крупнейшие в мире валковые дробилки, модели «TRC 25.37», были установлены и успешно запущены «TAKRAF» на крупном предприятии по разработке нефтеносных песков в 2016 г. (рис. 1).

 

Успехи «Siemens» в Южной Америке

Содержание ценного компонента в рудах месторождений по всему миру снижается. В результате предприятиям приходится отрабатывать и транспортировать все больше вскрышных пород. Это сложное испытание для различных типов оборудования, особенно конвейеров. Тем не менее в компании «Siemens» уверены, что благодаря последним достижения в области приводной техники горнодобывающие компании имеют возможность сохранить высокий уровень технической готовности оборудования и рентабельности.

«Очаг» современной мировой добычи — Южная Америка. Поиск новых месторождений, однако, заставляет горнодобывающие компании все больше углубляться в труднодоступные регионы. Необходимость в рентабельных рудниках приобретает новое значение, и не только из-за удаленности таких объектов, но и вследствие снижения содержания ценного компонента. Ни в одной другой стране мира такие тенденции не проявляются столь отчетливо, как в Перу, где множество рудников располагается в высокогорье Анд. «Перед лицом таких трудностей многие компании принимают меры по внедрению новейших конвейерных технологий», — отмечает Кристиан Диршерль (Christian Dirscherl), вице-президент «Siemens» по горному, экскаваторному и транспортному оборудованию.

Пионером здесь стал медный рудник «Antapaccay», где в 2013 г. была установлена система прямого привода конвейера производительностью 5,26 тыс. т/ч руды, транспортировавшейся с рудника на фабрику на расстояние около 6,5 км. Система привода ленточного конвейера «Siemens» состоит из двух низкооборотных синхронных двигателей мощностью 3,8 тыс. кВт каждый, циклоконвертеров Sinamics SL150, модульного строения типа E-House, охлаждающей системы и трансформаторов.

«Это достаточно сложная область, в ней трудно быть полностью уверенным в чем-то, и тем не менее контрольный показатель технической готовности системы составляет более 99%, что подтверждается действительными данными. С помощью системы прямого привода устраняется необходимость в различных компонентах силового блока — в первую и главную очередь зубчатых передачах. Преимуществом такого подхода является упрощение процесса технического обслуживания, меньшая потребность в запчастях. Техническая готовность в то же время исключительно высока», — добавил К. Диршерль.

В 2015 г. в Перу была запущена еще одна система прямого привода на магистральных конвейерах медного рудника «Las Bambas», каждый из которых длиной 2,5 км, находится на высоте практически 300 м и транспортирует руду от рудника к фабрике; ширина ленты составляет 1830 мм, скорость перемещения — 6,5 м/с, производительность транспортировки — 9,4 тыс. т/ч. Конструкция системы приводов магистрального конвейера включает два низкооборотных синхронных двигателя мощностью 4,4 тыс. кВт каждый, а также циклоконвертеры Sinamics SL150.

В том же 2015 г. «Siemens» получила контракт на поставку систем прямого привода на еще один крупный перуанский рудник по добыче меди. «Фактически после запуска в эксплуатацию эта установка станет крупнейшем в мире конвейером с прямым приводом. Сущность самого проекта модернизации состоит в замене ленточным конвейером системы рельсовой транспортировки, с помощью которой руду перевозили из карьера на фабрику. Конвейерная система будет состоять из трех отдельных участков, оснащенных в общей сложностью пятью комплексными приводными системами. На основном участке будут установлены два безредукторных привода мощностью 6,0 тыс. кВт каждый, низкооборотный синхронный двигатель и циклоконвертер Sinamics SL150. Два меньших конвейера — питания и разгрузки — будут приводиться в действие двумя низковольтными двигателями по 500 кВт с преобразователями частоты Sinamics S150 с регенеративной обратной связью, а также одним двигателем среднего напряжения на 1,2 тыс. кВт. Кроме того, контракт предусматривает поставку конвертеров, редукторов и соединений для приводов, компонентов автоматизации; элементы приводов и системы распределения электроэнергии будут размещены в модульных строениях типа E-House.

Разумеется, рудники в Перу не единственный в Южной Америке пример той пользы, которую приносят конвейеры с прямым приводом. В 2015 г. специалисты «Siemens» запустили подобную систему на одном из ведущих в мире предприятий по добыче меди в Чили. Длина магистрального конвейера производства «ThyssenKrupp» на этом руднике составляет более 10 км; он был оснащен пятью прямыми приводами (в общей сложности на четыре конвейера) и крупнейшим конвейерным двигателем в мире на тот момент.

Помимо технологической составляющей, горнодобывающие компании стали уделять повышенное внимание и другим аспектам повышения эффективности и производительности конвейерных систем. «Один из них — интеллектуальное управление приводом. В перспективе оно сможет ограничить износ и оптимизировать функционирование механических компонентов — редукторов, лент, роликов. Более того, надлежащий контроль работы привода позволяет повысить срок службы основных механических компонентов».

«Еще одна область, привлекающая особое внимание, — профилактическое техническое обслуживание. Цель его заключается в максимальном снижении вероятности возникновения неожиданного простоя в результате поломки. Система непрерывной регистрации или записи данных соединяется со всеми компонентами конвейера, в том числе механическими и электрическими частями. Затем массив поступающих данных совмещается с информацией других источников, например отчетов по полевому обслуживанию. Благодаря углубленной аналитике специалисты получают возможность прогнозировать поломки и вовремя принимают соответствующие меры. Дополнительный плюс в том, что в процессе работы могут выявиться области повышения производительности, сокращения расхода энергии и экономии», — указывает К.Диршерль.

Технологии профилактического технического обслуживания — это отдельная тема. Так, например, ряд компаний предлагает услуги по дистанционному управлению состоянием объектов. Здесь специалисты «Siemens» с помощью запроса к онлайновой платформе специального научно-практического центра могут предоставить персоналу рудника инструкции по решению возникшей проблемы. Неважно, требуется ли выезд на место инженера по техническому обслуживанию, — он будет хорошо подготовлен и будет точно знать, какие запчасти необходимы для ремонта. В любом случае наиболее эффективное решение такой подход позволяет получить намного быстрее.

«Владельцы рудников имеют полный спектр возможностей улучшения работы своего предприятия — от передовых конвейерных технологий до интеллектуального анализа данных. В первом случае южноамериканские рудники раньше других начали извлекать выгоды от использования конвейеров с прямым приводом, повышенной технической готовности и общей эффективности. Между тем такому примеру начинают следовать рудники из других регионов мира», — добавляет К.Диршерль.

В порядке рекомендации следует заметить, что системы прямого привода конвейера имеют смысл тогда, когда требуемая мощность ведущего ролика превышает 2,5 тыс. кВт.

 

Безредукторные приводы конвейеров от компании «ABB»

Проект опытно-промышленного внедрения безредукторных приводов конвейеров средней мощности недавно представил начальник производства конвейерных систем ABB Ульф Рихтер (Ulf Richter): компания использовала электродвигатель с постоянными магнитами при модернизации привода на 200 кВт на крупном предприятии по добыче лигнита в Германии. «Безредукторный привод спроектирован с расчетом на конвейеры средней мощности, установленные обычным способом. Опытно-промышленная установка, показывающая замечательные результаты, была запущена в июле 2017 года», — рассказал журналу «IM» У. Рихтер.

Средней мощностью в ABB считается 3–10 МВт на конвейер или 0,6–3,0 МВт на двигатель.  Рихтер замечает, что вероятность отказа безредукторного привода конвейера на 50% ниже, чем обычно, на 30% сокращаются финансовые потери и повышается экономия на эксплуатационных расходах, в том числе в расчете на тонну материала. Двигатель, оснащенный таким приводом, легче и компактнее при установке, оборудуется системой воздушного или жидкостного охлаждения вкупе с надежной конструкцией, специально разработанной под использование на горнодобывающих предприятиях, с высокой степенью защиты (до IP66).

Опытно-промышленная установка работает в связке с драглайном (ES3750, №1294) на немецком предприятии по добыче лигнита «Jaenschwalde» компании «LEAG», находящемся недалеко от Котбуса (рис. 2). Производительность системы по вскрышным пескам, содержащим крупные валуны, достигает 14 тыс. м3/ч. Рабочий диапазон температуры колеблется от минус 25 °C до +40 °C, конструкция прочная к ударам и вибрации, а также рассчитана на использование в ограниченном пространстве.

 

Сравнительное исследование «MegaPipe»

Некоторое время назад «Siemens» и «ThyssenKrupp» при участии «ContiTech» был основан исследовательский консорциум с целью разработки и вывода на рынок нового конвейера Chevron-MegaPipe (рис. 3). Его конструкция специально разработана с расчетом на сокращение объемов транспортировки самосвалами материала, разрабатываемого открытым способом, то есть фактически на снижение эксплуатационных расходов. Номинальная прочность конвейера с шевронной рабочей обкладкой Chevron-MegaPipe составляет до 9,5 тыс. н/мм, внешний диаметр колеблется до 900 мм; система позволяет организовать экономичное перемещение руды и вскрышных пород крупностью до 350 мм по крутонаклонным трассам с углом наклона от 30 до примерно 45°. Эффективность данного решения (производительность — 5 тыс. т/ч) была доказана в рамках технико-эконо-мического исследования, проведенного на карьере глубиной 350 м.

Рентабельность конвейера непрерывного действия Chevron-MegaPipe на открытой добыче была сопоставлена с экономическими показателями обычных систем, основанных на использовании самосвалов или железнодорожного транспорта. Конвейер данного типа обеспечивает транспортировку материала под крутым углом от первичной дробилки, установленной на дне карьера. Сравнительные расчеты были проведены на основе производительности системы транспортировки обычного типа на одном из хорошо известных предприятий по добыче железной руды в Восточной Европе.

Ежегодно 27 тяжелых самосвалов (грузоподъемностью 120 т) и 36 хопперов (грузоподъемностью 1 тыс. т) вывозят из этого карьера (длиной 5 км, шириной 3 км, глубиной 0,48 км) около 50 млн т/год материала. «С помощью Chevron-MegaPipe диаметром 900 мм, скоростью перемещения 4 м/с и коэффициентом заполнения примерно 50% эквивалентные 50 млн т материала в год можно транспортировать за 8,3 тыс. часов. Использование систем IPCC (здесь — с транспортировкой через Chevron-MegaPipe) позволяет сократить эксплуатационные и капитальные затраты, расходы на персонал, одновременно уменьшив выбросы опасного для окружающей среды углекислого газа».

Важная особенность конструкции Chevron-MegaPipe — это шевронные ребра, предотвращающие скольжение материала под крутым углом и максимально повышающие производительность. Именно этот элемент носит фундаментальный характер, объясняющий эффективность конвейера данного типа. Срок службы ребер относительно скорости износа и прочности поверхности конвейера в предельно тяжелых условиях работы был проанализирован на открытом руднике по добыче известняка «Oetelshofen» в Германии.

Отмечается, что прочность ребер превышает прочность резиновой ленты 2000St3150 14:7 DIN-X толщиной 14 мм. Учитывая наработанные часы до износа профилей на станции передачи материала, расчетная теоретическая надежность покрытия Chevron-MegaPipe составляет примерно 5 лет и более.

 

 Читать начало, часть 1

Читать окончание статьи, часть 3


-0+0
Просмотров статьи: 470, комментариев: 1       

Комментарии, отзывы, предложения

Инженер, 11.04.18 07:07:48

Нам бы так - 5 лет.

Учитывая наработанные часы до износа профилей на станции передачи материала, расчетная теоретическая надежность покрытия Chevron-MegaPipe составляет примерно 5 лет и более.

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Что там в карьере. Часть 2»


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "шестнадцать прибавить 1":

подписаться на комментарии