книги / Транспорт глубоких карьеров

до места назначения выданной на поверхность горной массь^производится автомобильным или железнодорожным транспортом.

Применение скиповых подъемников наиболее целесообразно: при разработке наклонных и крутопадающих залежей с крепкими

вмещающими породами; при наличии скальных вмещающих пород, позволяющих распола­

гать наклонные пути для подъема скипов под большим углом, при­ ближающимся к углу погашения борта карьера;

при разработке карьеров значительной глубины, на которых при­ менение автотранспорта нецелесообразно из-за большой длины транс­ портирования горной массы со дна карьера до поверхности;

при транспортировании скальной горной массы, представленной крупными отдельностями, дробление которых на карьере затруднено.

Преимуществами комбинированного автомобильно-скипового подъема являются:

возможность применения больших углов наклона, что позволяет сократить до минимума капитальные работы по устройству траншей; возможность подъема крупнокусковой горной массы без предва­

рительного дробления; простота конструкции и возможность полной автоматизации

подъема, что позволяет использовать минимальное число обслужи­ вающего персонала; надежность работы в любых климатических ус­ ловиях; возможность раздельного подъема скипами вскрышных по­ род и полезного ископаемого и обслуживания нескольких рабочих горизонтов;

значительное сокращение парка автосамосвалов и благодаря это­ му улучшение внутрикарьерной атмосферы, что особенно важно при отработке глубоких горизонтов;

сравнительно невысокий коэффициент тары скипов и малое соп­ ротивление движению, что делает их экономичными с точки зрения расхода электроэнергии;

небольшие объемы горно-капитальных работ по устройству трас­ сы поъемника;

сравнительно простое обслуживание и несложный ремонт.

В системе подъемника имеется лишь несколько быстро изнаши­ вающихся узлов, следовательно, требуется мало запасных частей и деталей.

Скиповые подъемники наиболее целесообразно применять с глу­ бины 150 м и более. Их размещение особенно эффективно на глубине 250—350 м при близком расположении отвалов и обогатительных фабрик. Однако при глубинах свыше 350—400 м установки становят­ ся громоздкими, требуют канатов большого диаметра и по энергети­ ческим затратам являются не конкурентоспособными с автомобиль­ но-конвейерным транспортом. При этом производительность устано­ вок резко снижается. В глубоких карьерах скиповые подъемники эф­ фективно применять до глубины 400 м, в редких случаях (если мес­ торождение отрабатывается) до 450 м (рис. 72).

пути подъема и возможности движения по нему лишь одного груже­ ного сосуда. По этой причине некоторые из скиповых установок при глубинах 200—250 м были демонтированы и заменены другими видами транспорта для доставки горной массы (Каш.да) или был осуществлен переход на подземные работы.

Угол наклона трассы скиповых подъемников изменяется от 18— 19 до 40—45° На некоторых карьерах трасса наклонных подъемни-

0 00

Рис. 73. Скиповой подъемник на Костомукшском карьере:

1 — бункер вместимостью 40 м3; 2 — поло­ жение скипа при загрузке; 3 — бункер вмес­ тимостью 300 м3 ; 4 разгрузочные кривые; 5 — положение скипа при разгрузке

ков имеет переменный угол. Производительность скиповых поъемников изменяется от 180 до 1500 т/ч.

Наиболее крупная из известных скиповых установок была соору­ жена в 1960 г. на карьере Чино (США). Установка была оборудована скипами грузоподъемностью 40 т. Суточная производительность ее составила 18000 т сырой руды и породы. В последующем она увели­ чилась до 22000 т. Использование установки во времени изменялось от 0,78 до 0,85.

В Советском Союзе в 1972 г. построена и находится в действии наклонная скиповая подъемная установка на Сибайском медноруд­ ном карьере.

Намечается применение скипового подъема на Ковдорском, Кор­ шуновском, Костомукшском (рис. 73), Сарбайском железорудных карьерах, Ждановском, Зыряновском, Николаевском, Коунрадском карьерах руд цветных металлов. Подлежит рассмотрению целесооб­ разность скипового подъема на Баженовских асбестовых карьерах производственного объединения Ураласбест и др.

§ 2. КОНСТРУКЦИЯ СКИПОВЫХ ПОДЪЕМНИКОВ

Наклонные канатные скиповые подъемники для глубоких карьеров могут быть классифицированы по следующим признакам*:

1. По способу передачи движущего усилия канату — типу орга­ на навивки (барабанные, бобинные, с канатодвижущим шкивом). Барабанные и бобинные установки различаются по числу слоев навив­ ки каната: с одинарной и многослойной навивками.

2.По числу головных канатов (одноканатные, многоканатные).

3.По наличию канатного уравновешивания (без уравновешиваю­ щего каната, с уравновешивающим канатом).

4. По числу подъемных сосудов (с двумя подъемными сосудами,

содним подъемным сосудом и противовесом).

5.По способу разгрузки подъемных сосудов (с разгрузкой по ходу движения, с разгрузкой после остановки скипа). В том числе посредством специальных приводов или посредством специальных опрокидных устройств.

6.По типу привода и т. д.

Важным элементом скипового подъемника является транспорт­ ный сосуд — скип (рис. 74). Конструктивные особенности скипов су­ щественно влияют на кинематику и динамику подъемных установок, а следовательно, и на их технико-эксплуатационные характеристики.

Разгрузка скипов может производиться без поворота и с поворо­ том кузова (вперед, назад и в б о к ), на ходу или после полной оста­ новки скипа.

* См. В.С. Хохряков, Л.А. Сорокин, Б.А. Носырев — Типовые конструкции карьерных скиповых подъемников, Горный журнал, 1969, №12, с. 40—41.

При разгрузке скипов используют различные механизмы, кото­ рые можно разделить на две группы: пассивные и активные. Первые представляют разгрузочные кривые на копре и разгрузочные ролики на сосуде, вторые различного рода двигатели: пневматические, гид­ равлические, электрические (стационарные, смонтированные на коп­ ре и встроенные в сам сосуд).

Скипы обычно имеют амортизаторы, пружинные, рессорные, гид­ равлические, хотя встречаются конструкции и без амортизаторов.

Для подъема тяжелых скальных пород и руд преимущественно применяются скипы, выполненные из низколегированных сталей, а для подъема мягких пород, руд и угля — скипы, выполненные из легких алюминиево-магниевых сплавов.

Оценивая указанные конструктивные различия скипов, в то же время признается наиболее целесообразным выполнять скиповые подъемники с разгрузкой после остановки скипа. Это обусловливает применение скипов с поворачивающимся кузовом. Такой способ раз­ грузки сосудов всегда обеспечивает статическую уравновешенность.

Для спокойного движения скипа в транспортом и восприятия ударных нагрузок в стационарном положениях рамы скипов подве­ шивают на упругих элементах. Предпочтение отдается пружинным подвескам. Причем почти на всех установках за рубежом подвеску задней оси (осей) скипа устраивают на поворотной тележке, что поз­ воляет развивать более высокие скорости движения сосудов.

Рассмотренные конструкции скипов должны иметь минимальную собственную массу, высокий коэффициент заполнения кузова при соблюдении его устойчивости при движении, по возможности низкое расположение центра тяжести сосуда с грузом, систему подвески, обеспечивающую нормальные условия движения, а также должны быть прочными и надежными при эксплуатации.

На основе исследований, выполненных Свердловским горным институтом, разработаны технические требования на создание скипо­ вых подъемников, установлены наиболее рациональные размеры скипов различной грузоподъемности для транспортирования тяжелых пород и руд. Так для скипа грузоподъемности 75 т высота составляет 1800—2000 мм, ширина — 3300—3700 мм, длина — 7000—9000 мм. Ширина рельсового пути для скипов рекомендуется от 4300 до 4700 мм.

Загрузочные устройства скипов на нижних горизонтах карьера являются важным элементом скипового подъемника. При конструи­ ровании этих устройств должно соблюдаться рациональное соотноше­ ние между емкостями транспортных средств, подъемных сосудов и загрузочных бункеров.

В настоящее время на скиповых подъемниках в мировой практи­ ке используются два типа перегрузочных пунктов внутри карьера: бункерное и безбункерное.

Безбункерный перегрузочный пункт менее металлоемок, прост, дешев, удобен при переносе всего устройства на ниже расположенный горизонт и позволяет осуществлять работу установки с нескольких горизонтов. Но в то же время он обладает весьма существенными недостатками: его работа зависит от синхронности работы автотранс­ порта, снижается надежность и долговечность скипа из-за значитель­ ных ударных нагрузок при перегрузке от падающих кусков горной массы. Кроме того, длительность загрузки скипов значительно воз­ растает, особенно в зимнее время и при сырой погоде, когда полная разгрузка автосамосвала иногда требует встряхивания кузова.

Наибольшее распространение на карьерах получили бункерные пе­ регрузочные пункты.

На загрузочной площадке устраивается приемный бункер с двумя направляющими рукавами. По ходу движения автосамосвалов рука­ ва размещаются один за другим. Сверху бункер перекрывается плат­ формой, которая удерживается в горизонтальном положении с по­ мощью двух выдвижных штоков — гидроцилиндров. Каждый рукав бункера имеет затвор клапанного типа. Затвор удерживается в закры­ том положении посредством специального устройства (водила), опи­ рающегося роликами на направляющие кривые.

При подходе автосамосвала платформа опущена и закреплена спе­ циальными фиксаторами и перекрывает верхнюю часть бункера. Пос­ ле прохода автосамосвала над бункером гидроцилиндры опрокидыва­ ют платформу. В это же время производится подъем кузова и раз­ грузка автосамосвала. Горная масса по платформе, имеющей угол наклона 40°, скатывается по рукаву в соответствующий отсек бун-

Рис. 75. Нижний перегрузочный пункт из автосамосвалов в скип

Рис. 76. Бункерный перегрузочный пункт из скипов в железнодорожный транспорт

кера. Опустившийся конец платформы опирается на пружины-амор­ тизаторы, смягчающие ударные нагрузки от падающих кусков горной массы. После разгрузки автосамосвала платформа устанавливается в первоначальное положение. Одновременно открывается затвор и горная масса перегружается в скип. Цикл повторяется при подходе следующего автосамосвала, причем горная масса через рукав посту­ пает уже в другой отсек бункерного устройства (рис. 75). ОпрокидЫ­

вающаяся платформа, как и все части, представляет сварную металло­ конструкцию. Стенки и основание платформы усилены ребрами жест­ кости. Бункер имеет призматическую форму с днищем, наклоненным к горизонту. Для уменьшения высоты падения кусков горной массы

вверхней части бункера устроен полок.

Ксооружениям скиповых установок на поверхности относятся копры, помещения подъемной машины, перегрузочные устройства в другой вид транспорта и др.

Особенность копров наклонных скиповых подъемников состоит

втом, что размещение всего технологического оборудования пере­

грузки осуществляется на эстакаде, а копер предназначен только для размещения копровых шкивов. Направляющие шкивы диаметром более 4 м изготовляют велосипедного типа.

Конструкция копров и эстакад зависит от вида транспорта, в ко­ торый производится перегрузка горной массы, поднятой на поверх­ ность скипа. Такими видами транспорта обычно являются автомо­ бильный, реже железнодорожный, может быть конвейерный, если выданная из карьера горная масса отвечает по своей кусковатости применяемым конвейерам. В большинстве случаев при достаточно больших расстояниях транспортирования на поверхности поднятой из карьера горной массы применяют железнодорожный транспорт (рис. 76). На некоторых карьерах с помощью железнодорожного транспорта вывозится руда, а порода транспортируется в отвал авто­ самосвалами, возможна и обратная комбинация.

Бункерные устройства на верхних перегрузочных площадках должны обеспечивать бесперебойную и независимую работу скипо­ вого подъема и транспорта на поверхности, порционную выдачу гор­ ной массы, создавать минимальную высоту падения кусков горной массы при выгрузке из бункера.

В большинстве случаев бункера выполняются из металлоконст­ рукций. Бункера, выполненные из железобетона, в несколько раз дороже бункеров, выполненных из металлоконструкций. Поэтому бункера, как правило, строятся из обычных конструкционных сталей (типа СТ-3) и для предотвращения истирания внутренней поверхнос­ ти бункера абразивными кусками горной массы футеруются специ­ альными плитами из марганцовистой стали, которые являются съем­ ными и обычно имеют толщину 40—60 мм.

В отдельных случаях внутреннюю футеровку бункеров выполня­ ют железнодорожными рельсами, как это было предложено немецкой фирмой ’ТДемаг” (ФРГ), поставившей оборудование подъемника для Сибайского карьера БМСК.

Емкость бункеров в основном зависит от применяемого вида транспорта на поверхности. При железнодорожном транспорте вмес­ тимость бункера более вместимости одного состава нецелесообразна. Металлоемкость, а также зависящая от нее стоимость бункерного уст­ ройства весьма велики и составляют 70—80 % металлоемкости всего комплекса. Для автотранспорта вместимость бункера обычно прини­ мается кратной вместимости двух (редко трех) автосамосвалов.

С учетом амортизирующей подушки из горной массы на дне бункера и в зависимости от принятого вида транспорта на поверхности вмес­ тимость бункера можно определить по (табл. 51).

Выпуск горной массы из бункера возможен под действием собст­ венного веса (пассивный способ) и с применением питателей или виб­ раторов (активный способ); чаще используют активный выпуск.

В рудной промышленности на обогатительных фабриках при вы­ пуске руды из бункеров широкое применение получили мощные цеп­ ные питатели.

Однако для погрузки горной массы из бункеров во внешний транспорт более целесообразно оборудование выпускных отверстий вибраторами. Возмущающая сила, создаваемая вибратором, сдвигает материал по вертикали на значительное расстояние от выпускного от­ верстия. Для уменьшения высоты падения кусков горной массы на днище думпкара (или автосамосвала) устраивают специальный ка­ чающийся лоток.

Бункерное устройство на поверхности с вибраторами и цепными питателями эксплуатируется на Сибайском карьере.

§ 3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ СКИПОВЫХ ПОДЪЕМНИКОВ

Эксплуатация подъемной скиповой установки предусмот­ рена в трех режимах: автоматическом, ручном и ревизионном. При транспортировании горной массы используют автоматический режим. Ручной режим используется при отказах схем управления и сигнали­ зации до введения установки в автоматический режим.

Движением автосамосвалов на площадке верхней перегрузочной станции управляют операторы с помощью световой сигнализации.

Скиповую установку обычно обслуживают 12—15 автосамосвалов в карьере и 7—8 на поверхности.

Подъем работает круглогодично, в три смены, 18 ч/сут. Коэффициент технического использования подъемника во време­

ни в последние годы не превышал 0,7—0,75. Показатели надежности элементов скипового подъемника приведены в табл. 52.

Общее время технического обслуживания и ремонта скиповой ус­ тановки на Сибайском карьере составляет 55 сут в год.

Организация эксплуатации скиповой установки предусматривает следующую систему обслуживания и ремонта. Ежесуточно в начале