Инновационные самоочищающиеся ленточные конвейеры



Предыдущая | Следующая

 

Инновационные самоочищающиеся ленточные конвейеры В статье рассмотрены три модификации конвейеров, способных самоочищаться, транспортировать с крутым наклоном дробленую и недробленую взорванную массу. Для облегчения выполнения рабочей конструкторской документации применительно к заказываемым условиям имеются три тома НИР с методиками и предварительными расчетами.
Ключевые слова: конвейеры, горная масса, поток, самоочистка Контактная информация — тел.: (495) 951-82-94
Cамоочищающиеся ленточные конвейеры предназначены для транспортирования-подъема горной массы с наклоном до 500 С. Предлагаемые инновационные конвейеры с нижним приподошвенным расположением грузовой ветви конструктивно и по назначению рекомендуется подразделить на три модификации: для транспортировки горной массы с кусками до ? 0,5 м (после дробилок); с кусками до ? 1,1 м; с кусками более ? 1,1 м.
Область применения новых технических решений Предлагаемые технические решения могут быть использованы для проектирования инновационных технологий, для изготовления машиностроительными заводами конкурентной продукции для России и экспорта; на всех предприятиях, где целесообразна высокопроизводительная поточная транспортировка сыпучего кусковатого груза с возможностью оперативной разгрузки по сортам в предназначенные места или бункеры, например, на рудоусреднительных складах, морских и речных портах, строительстве дорожных насыпей, плотин, рекультивации отвалов забалансовых руд и вскрышных пород. Их экономически и экологически выгодно использовать в подземных рудниках и карьерах для горизонтального и подъемного транспортирования горной массы с глубины 300 м и более.
Прототип и его недостатки В научно-исследовательских и проектных институтах всех стран известно, что наибольшие рентабельность и интенсификация в подземных рудниках и на карьерах достигается при поточной транспортировке горной массы. Для этой цели служат серийно выпускаемые ленточные конвейеры. Однако современные их технические способности ограничены: необходимы затраты на дополнительное дробление скальной массы до кусковатости не более 0,3-0,5 м;
возможность подъема грузового потока ограничена малым углом (не более 160 С); в связи с верхним расположением грузовой ветви при увлажненной липкой горной массе необходимы остановки и затраты для очистки от заштыбовывания под нижней ветвью. Прототипом предлагаемых ленточно-колесных конвейеров явился ленточно-тележечный конвейер, предложенный чл. -корр. АН СССР А. О.
Спиваковским (авт. св. № 166272; 1964 г.). Промышленные образцы успешно испытывались в подземных рудниках Юкспорском ПО «Апатит», «Маяк» Норильского ГМК, на карьере рудника Жанатас ПО «Каратау». В публикации [1] 14 авторов из 5 институтов обстоятельно сообщили о трудностях доводки, но успешных результатах транспортирования от дучек взорванных блоков горной массы с кусками до 1,5 м и сообщили о более интенсивной для такой техники системе нарезных работ и взрывания блоков. В публикации [2] директор, главный инженер и начальник технического отдела ПО «Апатит» сообщили, что для интенсификации процесса выдачи руды из блоков был разработан вибропитатель собственной конструкции «Апатит-4,5/1,4», а внедрение ленточно-тележечных конвейеров объявлено главным направлением технического прогресса на подземных рудниках. В публикации [3] представитель НИПКТИ ПО «Ждановский» сообщает о проектировании и изготовлении для ПО «Каратау» трех конвейерно-отвальных комплексов ЦПТ с ленточно-тележечным конвейером от автосамосвального бункера в карьере до дробильной установки вне карьера и дальше на высоту более 100 м и на расстояние более 1,5 км.
Сообщается также о заказах еще более десяти комплексов для других предприятий. В 1989 г. на Всесоюзном конкурсе в области карьерного подъема за работу по созданию карьерного конвейерного подъемника для недробленой взорванной массы 21 сотрудник из нескольких институтов награжден премиями и почетными грамотами. Однако с распадом СССР изготовление ленточно-тележечных конвейеров прекращено, соответственно прекращено предусматривать их при технологическом проектировании. При всей успешной заманчивой реализации поточной транспортировки недробленой массы ленточно-тележечные конвейеры с очевидностью требовали продолжения совершенствования. Угол подъема грузопотока в прототипе также не превышает 160 С. При влажной горной массе (в подземных условиях даже при погрузке сухой по ЕПБ требуется орошение для пылеподавления) конвейеры заштыбовываются. Вообще, простои конвейеров на периодическую трудоемкую очистку весьма длительны.
Новизна и преимущества предлагаемой инновации Новым во всех трех модификациях является расположение порожней ветви загрязненной стороной над грузовой ветвью. Этим обеспечиваются преимущества: на всем протяжении порожней ветви налипшие остатки груза с загрязненной стороны осыпаются на грузовую ветвь; поскольку многотонный грузовой поток находится не сверху, как обычно, а приподошвенно, условия устойчивости конвейерного става улучшаются, поэтому его материалоемкость целесообразным расчетом уменьшается. Уменьшение это особенно эффективно в третьей модификации, в которой тяжесть грузового потока с большими кусками весом до тонны и больше воспринимается не конвейерным ставом, а рельсами на подошве. Тяговыми органами служат пакеты тросов по бокам (при целесообразности цепи). Этим новшеством исключается тяговая функция с грузонесущих лент (в серийных конвейерах стыковка лент весьма ответственна) и обеспечивается возможность подъема горной массы одним ставом с больших глубин в сочетании с необходимым количеством по длине дополнительных тяговых приводов. Безопасность крутонаклонного транспортирования обеспечивается расположением грузового потока внутри конвейерного става и надежным упором крупных кусков в ходовые поперечины грузонесущего желоба с целесообразным дополнением к ним гибких перегородок против оползания мелких фракций. Новым во всех трех модификациях является то, что грузонесущее полотно образуется из двух продольно расположенных внахлест лент. В середине полотна боковые части лент свободно наложены друг на друга, а другие края лент прикреплены к несущим траверсам или непосредственно к колодкам тяговых органов. Нахлест лент в середине желобчатой грузовой ветви предотвращает просыпание груза, а в порожней ветви ленты без каких-либо изломов распрямляются и укладываются на ходовые поперечины, которые концевыми частями прикреплены к колодкам тяговых органов и имеют на концах колеса, установленные на направляющих-рельсах конвейерного става. Конструкция первой модификации наиболее проста и менее материалоемка, чем вторая и третья, и, очевидно, не сложнее ныне действующих серийных конвейеров. В первой модификации простейшие, на всю ширину грузонесущего полотна, дугообразные траверсы, несущие ленты с грузом крепятся к колодкам тяговых органов обеими концами; грузопоток, с заданным дробилкой пределом наибольшего куска, разгружается путем прохода снизу вверх вокруг оси в кольцевой полости головного барабана конвейера и сваливается на поперечный перегружатель, например, реверсивный пластинчатый. Во второй модификации каждая дуговая траверса выполнена в виде пары рам-лап, концами шарнирно прикрепленных к колодкам тяговых органов, а в середине желобчатой формы сцеплены крюкозахватами. При огибании натяжного барабана конвейера рамы-лапы сцепляются, а в месте разгрузки набегают на устройство расцепления и размыкаются вместе с лентами. Устройство расцепки можно установить на тележке и оперативно по направляющим передвигать по всей длине конвейерного става, например, на рудоусреднительных складах, вскрышных отвалах, строительстве дрожных насыпей, дамб, плотин и др. В третьей модификации вместо крюкозахватов рамы-лапы снизу снабжены колесами, установленными на рельсах подошвы, которая воспринимает весь колоссальный многотонный вес грузопотока с крупными тяжелыми кусками. В требуемом месте разгрузки рельсы-направляющие для колес рам-лап по рациональной траектории разводятся. Следует обратить внимание, что принципы раскрытия грузонесущего желоба позволяют при разгрузке, например с конвейера на конвейер, обеспечить наименьшую высоту падения-удара крупных тяжелых кусков на перегрузочные устройства.
Для всех трех модификаций предлагается новое устройство сцепления тяговых органов с силовыми приводами, как с головным, так и с дополнительными, обеспечивающее предотвращение критических концентраций напряжений на контактных поверхностях, устранение вредного влияния допустимых погрешностей изготовления и монтажа, температурных климатических и допустимых эксплуатационных деформаций. Описание дано в патенте России № 2279393 от 2006 г.
Конвейеры с приподошвенным расположением грузовой ветви приемлемо использовать начиная с проходки крутонаклонных стволов шахт (при целесообразности одним для двух параллельных), квершлагов, штреков, подходных и вышележащих подготовительных выработок для взрывания рудных блоков, выдачи пустой породы сразу в отвал, руды из взорванных блоков на усреднительные склады.
Данная краткая информация не загромождается схемами и фотографиями прототипа на Жанатасском карьере и действующей лабораторной модели по принципам первой и второй модификаций. Заинтересованные читатели могут найти схемы и подробные описания работы конвейеров в авторских свидетельствах СССР: по первой модификации — №№ 1738726, 1764280, 1764281, 1766786; по второй модификации — №№ 1474032, 1703582; по третьей модификации — №№ 988677, 1726324 и в патенте России № 2279393 от 2006 г. Схемы и описание работы конвейера третьей модификации опубликованы в журналах [4,5,6].
Этапы и готовность к реализации Работы по усовершенствованию конвейеров (ЦПТ) были начаты во ВНИИцветмете (г. Усть-Каменогорск) в 1979 г. применительно к труднейшим обстоятельствам Жайремского ГОКа и были продолжены в 1983-1987 гг. по хоздоговору с ВК МХК. Было получено девять авторских свидетельств СССР на изобретения. Оформлено три тома отчетов по НИР с методиками, предварительными расчетами узлов и деталей при транспортировании с глубины 300, 100 и 15 м. Техническая разработка получила весьма хорошую оценку: на выставке «Наука-84» в Алма-Ате (демонстрировалась транспортировка щебенки лабораторной моделью по комплексу бункер-питатель — крутонаклонный конвейер приемный бункер); на Всесоюзном конкурсе 1989 г.; в конкурсе «Повышение эффективности работы Иртышского полимет. комбината» в 1991г.;
на выставке «Конкурс идей» в Москве в 1992 году. Решением МЦМ СССР организовать изготовление опытно-промышленного образца было поручено Министру МЦМ Казахской ССР письмом от 02.06.86г. № КА-8175/37. Протоколом ЦПКТН НПО «Казцветметмаш» от 23.12.86г. разработать рабочие чертежи и изготовить экспериментальный образец было решено на начальную глубину 50-60 м. Но вскоре начались «реформы» развала СССР… Общеизвестно, в каком состоянии находится Россия с 1990х годов. В соответствии с современной ситуацией научный руководитель письмом от 09.07.2008г. № 10371-П обратился к Председателю Совета Федерации Федерального Собрания РФ С. М. Миронову с просьбой помочь осуществить соответствующими институтами современную экспертную оценку эффективности самоочищающихся конвейеров. По его решению Секретариатом ФС РФ немедленно был отправлен запрос крупнейшему в России ФГУП «ВНИПИпромтехнологии». В ответе от 13.11.2008 г. № 1-20/1594 институт сообщил, что проблемой внедрения циклично-поточной технологии на скальных карьерах занимается более 30 лет, а проблемой крутонаклонного подъема более — 15 лет. ФГУП «ВНИПИпромтехнологии», несмотря на конкурентность, беспристрастно признал, что инновация на базе самоочищающихся конвейеров «оригинальна, нова и требует тщательного рассмотрения. Желательно создание опытного образца с целью промышленного испытания и возможного внедрения в дальнейшем в горную промышленность».
Эффективность применения циклично-поточной технологии и поточной технологии в горной промышленности для транспортировки горной массы, особенно при отработке глубоких карьеров, доказывалась неоднократно, в том числе ОАО «ВНИПИпромтехнологии», а именно:
— сокращается число большегрузных дорогостоящих автосамосвалов. Уменьшается загазованность и запыленность выработанного пространства карьеров, что улучшает экологическую обстановку, уменьшая число профзаболеваний. Срок службы металлоконструкций конвейера примерно 30-35 лет, обновлять же парк автосамосвалов требуется каждые 5-6 лет, что уменьшает капитальные затраты (ориентировочно в два раза) на закупку нового оборудования;
— сокращается число рабочих, следовательно, происходит экономия фонда заработной платы;
— сокращается длина транспортировки горной массы, что удешевляет себестоимость добычи;
— применение крутонаклонного подъемника, способного транспортировать недробленую горную массу, исключает использование крупногабаритного дробильного комплекса внутри карьера, что дает возможность увеличить глубину отработки месторождений открытым способом (более дешевым по сравнению с подземным).
ОАО «ВНИПИпромтехнологии» в случае Госзаказа может возглавить создание прорывных технологий на базе самоочищающихся конвейеров. Изготовление образца конвейера при условии его финансирования возможно в ООО «КРАСТЯЖМАШ».
Список литературы 1. Гущин В. В., Дудин Ю. И., Демидов Ю. В. и др. Поточная техника и технология при подземной разработке мощных месторождений крепких руд // Горный журнал. — 1975. — № 2.
2. Голованов Г. А., Гущин В. В., Демидов Ю. В. Состояние и перспективы развития производственного объединения «Апатит» // Горный журнал. — 1977. — № 4.
3. Макаров В. М.(НИПКТИ ПО «Ждановтяжмаш). Конвейерноотвальный комплекс для транспортирования и укладки в отвал скальной горной массы // «Горный журнал», 1978, № 10.
4. Емельянов А. Г. Самоочищающийся крутонаклонный ленточный конвейер для горной массы с крупными кусками // Уголь. —
2005. — № 7.
5. Емельянов А. Г. Самоочищающийся крутонаклонный конвейерный подъёмник для транспортирования горной массы с крупными кусками // Маркшейдерия и недропользование. —
2005. – № 6.
6. Емельянов А. Г. Самоочищающиеся крутонаклонные ленточные конвейеры для горнодобыващей промышленности // Горный журнал” . – 2006. – № 1.