УДК 622.271

М.Ж. Битимбаев, С.Л. Кузьмин, Е.С. Орынгожин

 

Национальная инженерная академия Республики Казахстан

 

ПОДЪЁМНАЯ МАШИНА ДЛЯ КОНТЕЙНЕРНОЙ

ТЕХНОЛОГИИ НА КАРЬЕРАХ

 

Наиболее распространенным видом карьерного транспорта в настоящее время является автомобильный [1]. Автотранспорт широко применяется на нижних горизонтах глубоких карьеров, а также как основной вид транспорта, на мелких карьерах небольшой производительности. Он применяется в качестве сборочного, подъемного и доставочного оборудования в силу ряда его бесспорных достоинств: маневрен­ности, автономности, универсальности и простоты организации его работы. В то же время, несмотря на очевидные преимущества автотранспорта, ему прису­щи и серьезные недостатки. С увеличением глубины крупных карьеров автотранспорт все меньше исполь­зуется как сборочный и все больше выполняет работу по подъему горной массы по борту карьера [2].

Энергетически подъем горной массы по борту карь­ера автотранспортом на большую высоту нерациона­лен из-за высокого коэффициента тары автосамосва­лов. Исследования и опыт эксплуатации автотран­спорта в карьерах показывают, что расход топлива автомобилем и. соответственно, вредные выбросы в атмосферу возрастают в 4 раза при переходе автоса­мосвала с горизонтального перемещения горной мас­сы на подъем ее из карьера по траншее. Таким обра­зом, наиболее распространенный в настоящее время вид карьерного транспорта - автотранспорт — не отличается энергоэкономичностью и экологичностью в необходимой степени.

Выполненный анализ существующих технологий открытых горных работ и современного состояния горного производства указывает на насущную потребность в разработке новой ресурсосберегающей и экологически безопасной технологии. Была предложена новая контейнерная технология транспортировки горной массы в контейнерах без строительства в карьере технологических и транспортных коммуникаций Достоинствами, которой будут являться:

          1. Одноразовая экскавация горной массы при погрузке ее в контейнер снижает энергозатраты.

2. Доставка горной массы транспортом сборочного звена от забоев к месту подъема выполняется на минимальные расстояния по горизонтальным автодорогам, что приводит к снижению потребного парка автотранспорта, удельного расхода топлива, шин и          выбросов вредных газов в атмосферу.

3. Коэффициент тары контейнера (0,25-0,30) значительно меньше коэффициента тары автосамосвала (0,70-0,80) или железнодорожного состава (0,80- 0,82), поэтому удельные затраты энергии на подъем горной массы в контейнере подъемной машиной со­кращаются в 1,4 раза.

4. Комплекс подъемных машин обладает мобиль­ностью, что позволяет перемещать его на новое ме­сто при производстве взрывных работ или в другой карьер при последовательной отработке группы карь­еров. Повышаются возможности регулирования и со­блюдения оптимального режима горных работ.

5. Исключается необходимость дополнительного энергоемкого дробления горной массы в отличие от технологических схем с применением конвейер­ных подъемников.

6. Контейнерная доставка вскрышных пород и ис­пользование карьерных подъемных машин при отвалообразовании позволит уменьшить необходимый зе­мельный отвод и формировать компактный высокий отвал с минимальными затратами на подъем породы.

Главной особенностью предлагаемой технологии является, что все оборудование для контейнерной доставки просто в изготовлении и может быть изготовлено на самом горном предприятии. В качестве подъёмной машины были рассмотрено использование  карьерных и  шагающих экскаваторов.

В наибольшей степени предложенным требованиям контейнерной технологии отвечает экскаватор ЭШ-10/70.  Наиболее ответственным узлом экскаватора является стрела, которая должна выдержать нагрузку от веса груженного контейнера, кроме того при проектировании стрелы необходимо учитывать инерционные и ветровые нагрузки на рабочее оборудование. Экскаваторы ЭШ-10/70 оборудуются комбинированной стрелой, которая не выдерживает новой концевой    нагрузки - 80 тонн. Поэтому была спроектирована новая трехгранная жесткая стрела.  у которой были назначены диаметры труб, из которых планируется собрать стрелу: несущие трубы – диаметр 720 мм, толщина стенки 10 мм; распорки – диаметр 219 мм, толщина стенки 6 мм.

Расчет стрелы производится в программном комплексе ЛИРА 9.6. Программный комплекс ЛИРА (ПК ЛИРА) – это многофункциональный программный комплекс для расчета, исследования и проектирования конструкций различного назначения. В результате расчеты установлено, что стержни 60, 61, 84, 85 не обеспечивают достаточную прочность. По рекомендации программы необходимо применить трубы большего диаметра. По данным расчета прочность стрелы обеспечивается.

Для выявления работоспособности драглайна были проведен динамический расчет приводов экскаватора и выполнен статический расчет с проверкой машины на устойчивость и уравновешенность поворотной платформы. Все проведенные вычисления доказывают работоспособность предложенного варианта.

Практическое доказательство предложенного варианта новой технологии было проведено на стенде. Для проведения эксперимента была создана подъёмная машина. Щит приборов оборудован амперметром и вольтметром для измерения нагрузки на приводах подъёма, тяги и поворота и секундометром для измерения времени цикла. Все нагрузки на стрелу и поворотную платформу фиксировались датчиками. Изменение нагрузки на подъёмную машину производилось увеличением массы груза в контейнере.

На основании экспериментальных данных были построены зависимость времени цикла от грузоподъёмности контейнера, массы концевой нагрузки на мощность главных приводов и динамических нагрузок в зависимости от грузоподъёмности контейнера.

 

          Литература:

1.             Потапов М.Г. Экологическая оценка технологических схем открытых горных работ / М.Г.Потапов, А.Н. Комраков // Горный журнал. -  2003. -№3. - с. 81-86

2.             Технико-экономические показатели горных предприятий за 1990-2003 гг. – Екатеринбург: ИГД УрО РАН. – 2004. – 329 с.