Комбайны Surface Miner продемонстрировали свою работоспособность при разработке месторождений, обеспечивая высокую производительность, отсутствие отрицательного влияния на окружающую среду и лучшую экономику. Число операций горного цикла сокращается, как сокращается и количество потребного оборудования. Это облегчает контроль процесса производства, который к тому же сопровождается значительной экономией трудовых ресурсов.
Размеры куска горной массы, получаемого в процессе работы комбайна, значительно меньше по сравнению не только с традиционными буровзрывными работами, но и другими механическими методами, такими как, например, механическое рыхление.
При фрезеровании скальных пород с прочностью 10 - 60 MPa, комбайн большой единичной мощности, например 2500 SM, имеет лучшие показатели по сравнению с моделями 2100 SM и 2200 SM, что определяется задним расположением разгрузочного конвейера, при котором лучшая передача материала от фрезерного барабана до разгрузочного конвейера. В породах с прочностными характеристиками 60–100 MPa, параметры фрезерования у комбайна большего типоразмера, лучше из-за его большего веса, в результате чего на 1 мм фрезеруемого сечения обеспечивается более высокая удельная нагрузка. В этом случае, больший вес машины способствует лучшему внедрению рабочего инструмента (резцов) в массив, и благодаря более высокому тяговому усилию, обеспечивается концентрация больших динамических сил.
Компания Ash Grove Cement, является одним из крупнейших в США производителей цемента. В нее входит 9 цементных заводов общей производительностью более 7,8 млн. тонн цемента в год, а также карьеры по добыче заполнителей в США и Канаде и завод по производству извести в шт. Орегон.
Техническое перевооружение карьера мергеля Foreman, являющегося сырьевой базой одноименного цементного завода в шт. Арканзас началось в 2001 году.
Переход на новую безвзрывную тонкослоевую технологию горных работ с применением комбайнов Wirtgen 2500 SM позволил обеспечить существенное снижение эксплуатационных затрат. Исключены такие процессы традиционных горных работ, как подготовка горной массы к погрузке, сокращены объемы дробления, улучшено состояние карьерных дорог, и предоставляется возможность формирования водоотлива в лучших условиях. При переходе на комбайновую выемку добычные работы возобновлялись сразу после прекращения дождя. С использованием карьерного комбайна поверхность рабочей площадки не нарушается. Небольшой уклон площадки в сторону зумпфа решает все проблемы водоотлива.
Комбайн осуществляет четыре процесса в одном рабочем проходе: фрезерует массив, измельчает и грузит горную массу уменьшенного размера, которая может быть сразу реализована без дополнительного дробления. С переходом на новую технику отмечено значительное (на 58%) сокращение потребности в топливных ресурсах.
В начальный период комбайн работал по двум схемам: первая–с непосредственной погрузкой автосамосвалов, вторая–с боковой отсыпкой в штабель, который образовывался при отработке комбайном четырех полос. Из штабеля материал забирался скреперами.
Каждая из этих схем имела свои преимущества и недостатки. Так, при первой схеме преимуществами являются отсутствие переэкскавации и непрерывность требуемого погрузочного цикла. Вместе с тем требуется более широкая площадка для размещения самосвала в процессе погрузки. Вторую схему удобно применять при проходке траншей и съезда. Комбайн работает непрерывно. Нет потерь времени на ожидание автосамосвалов. К недостаткам следует отнести необходимость переэкскавации.
В качестве подвижного состава совместно с комбайном используются четыре шарнирно-сочлененных автосамосвала модели TEREX TA-40 грузоподъемностью 40 тонн, на которых для увеличения вместимости установлены дверцы, закрывающие задний борт. Среднее время погрузки составляет 1,85 мин. В самосвал помещается 28-29 тонн мергеля. Рабочая скорость комбайна изменяется в зависимости от условий от 4,6 до 13,7 м/мин при глубине фрезерования от 23 до 48 см.
Установлено, что на величину производительности комбайна влияют параметры рабочей площадки (длины и ширины), время на ожидание и замену автосамосвала, а также время на маневры комбайна при выезде из забоя и въезде на забой.
Ниже в таблице 2 приводятся данные изменения производительности комбайна при различной длине рабочей площадки, а также различных значениях затрат времени на обмен автосамосвалов у комбайна при их погрузке и маневрах комбайна при смене забоя.
Таблица 2. Влияние параметров рабочей площадки, затрат времени на маневры и обмен автосамосвалов на производительность комбайна 2500 SM.
Длина рабочего хода комбайна, м | ||||
150 | 210 | 300 | 450 | |
Производительность при времени на замену автосамосвалов 44 сек и времени на маневры 6 мин. |
|
|
|
|
Производительность при времени на замену автосамосвалов 30 сек и времени на маневры 6 мин. |
|
|
|
|
Производительность при времени на замену автосамосвалов 30 сек и времени на маневры 5 мин. |
|
|
|
|
Анализ данных таблицы 2 показывает, что производительность комбайна 2500 SM с увеличением длины рабочего хода со 150 до 450 метров увеличивается на 10-15%. С сокращением времени на замену автосамосвалов на 14 сек производительность возрастает на 7%, а сокращением на 1 минуту времени на маневры комбайна производительность возрастает на 2%.
Комбайн 2500 SM работает по прямым линиям по схеме с разворотом в конце рабочего хода. Глубина фрезерования составляет 39-42 см. Автосамосвалы при погрузке следуют сбоку от комбайна, который своим конвейером осуществляет их погрузку.
Рис.2. Комбайн 2500 SM в комплексе с автосамосвалом грузоподъемностью 40 тонн.
Сырье из карьера транспортируется к первичной дробилке, расположенной во главе конвейерной системы длиной 2,5 км, которая в свою очередь передает материал в склад, расположенный на цементном заводе. Но так как материал из-под комбайна имеет крупность менее 120 мм, надобность в крупном дроблении отпала.
Единственной причиной использования приемного отделения крупного дробления является определенный налаженный поток.
Очень мало материала дробится в дробилке вторичного дробления. Ожидается, что если на фрезерном барабане комбайна уменьшить расстояние между резцами или путем перестановки шкивов изменить скорость вращения барабана можно обеспечить получение более мелкого материала. Результаты замеров фракционного состава мергеля приведены в таблице 3.
Таблица 3. Фракционный состав мергеля, добываемого комбайном 2500 SM.
Размер фракций, мм | Выход каждой фракции, % | То же, нарастающим итогом, % |
> 150 | 4,0 | 4,0 |
125-150 | 1,6 | 5,6 |
57-125 | 21,8 | 27,4 |
25-57 | 32,6 | 60,0 |
0-25 | 40,0 | 100,0 |
Обеспечение положительных результатов новой технологии позволило компании Ash Grove Cement в 2005 году закупить еще один комбайн аналогичной модели (Рис.3).
Рис. 3. Два комбайна 2500 SM на добыче мергеля в карьере Форемен
Цементный завод работает непрерывно 24 часа в сутки. Известняк на карьере добывается 10 смен в неделю или 80 часов в неделю. Для выравнивания пиковых нагрузок в подаче известняка на заводе имеется склад семидневной емкости. На карьере работы ведутся в две смены первые три дня в неделю и в одну смену остальные четыре дня в неделю. В настоящее время двумя комбайнами обеспечивается производительность
до 1200 тонн в час и 1750 тыс. тонн в год. Расход резцов составляет 10-12 шт. в неделю. Затраты в среднем составляют 0,91 доллар на тонну.
В 2005 году началось освоение новой безвзрывной тонкослоевой технологии на карьерах цементных заводов Холдинга груп». В качестве первого объекта был принят Джегутинский карьер , когда были закуплены два комбайна модели 2200 SM.
Третий аналогичный комбайн был введен в эксплуатацию в августе 2006 года. Начиная с этого момента, осуществлен полный переход на безвзрывную добычу известняка, с выдачей тремя комбайнами модели 2200 SM в год свыше 3,5 млн. тонн.
В связи с ростом объемов производства, а также в связи с предстоящим расширением выпуска цемента было решено переоснастить Джегутинский карьер более мощным оборудованием - комбайнами модели 2500 SM. Первый такой комбайн был запущен в работу в марте, второй – в августе 2008 года.
Продолжая реализацию программы технического перевооружения, «ЕВРОЦЕМЕНТ груп» оснастил аналогичными комбайнами карьеры и Пикалевского цементного завода.
С вводом в 2009 году в эксплуатацию комбайна 2500 SM на карьере известняка Пикалевского цементного завода на карьерах холдинга груп» работают пять комбайнов данной модели.
В результате на середину 2011 года по новой технологии добыто свыше 20 млн. т.
Ниже в таблице 4 приводятся эксплуатационные параметры работы комбайнов на карьерах груп».
Таблица 4. Параметры работы комбайнов -2200 SM и 2500 SM на карьерах груп»
2200 SM | 2500 SM; № 24 | 2200 SM | 2500 SM; №27 | 2500 SM | 2200 SM | 2500 SM | 2500 SM №13 | |
Полезное ископаемое | Известняк мелкоблочный, тонкослоистый | Известняки светлого и светло-серого цвета, с желтоватым оттенком, средней крепости, трещиноватые, средне и крупноблочные, мелкозернистые. | Известняк крупноблочный, разнопрочностной | |||||
Предел прочности при сжатии, МПа | 35-70 | 40-80 | 80-120 | |||||
Тип резцов | W47 K 17; W47 K 19 | W47 K 17; W47 K 19 | W47 K 17 | W47 K 19 | WSM17-42 | W47 K 17 | W47 K 19 W47 K 22 W47 K 25 | WSM19-42 WSM22-42 |
Тип резцедержателей | НТ6 | НТ6 | НТ6 | НТ6 | НТ14 | НТ6 | НТ6 | НТ14 |
Глубина фрезерования, см | 20-24 | 45-50 | 18-22 | 45-55 | 15 | 40-25 | 25 | |
Расход резцов, шт/1000 тонн | 1 | 1 | 2-3 | 0,25 | 0,30 | 3-4 | 13,8-19,8 | 8-11,5 |
Техническая производительность, тонн/час | 400-600 | 590-715 | 320-370 | 480-540 | 145-300 | 305-420 | 180-300 | |
Эксплуатационная производительность, тонн/час | 270-530 | 515-580 | 250-300 | 360-400 | 140-280 | 200-320 | 145-300 | |
Фракционный состав, % | ||||||||
< 50 | 61-77,5 | 65-75,7 | 84-92 | 66-78,5 | 83,4-64,8 | 66,5 | ||
+50-100 | 26,9-16,2 | 17,7-15,7 | 12,8-7 | 26,7-16,8 | 11,5-26,5 | 23,4 | ||
+100 | 12,1-6,3 | 17,3-8,6 | 3-1 | 7,3-4,7 | 5,1-8,7 | 10,1 | ||
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 |
