книги из ГПНТБ / Иванов, В. А. Интенсификация производства на горнорудных предприятиях

сроком службы наилучшим решением будет создание концен­ трационных погрузочных горизонтов и организация выдачи ру­ ды по схеме экскаватор — самосвал — рудоспуск — подъем по шахтному скиповому или конвейерному стволу. Рудоспуски по­ зволяют сделать полностью независимой работу карьера и фаб­ рики, достичь высокой степени усреднения руды. Технико-эко­ номические показатели работы транспорта приведены в табл. 13.

Таблица 13

Опыт показывает, что железнодорожный транспорт рацио­ нально интенсифицировать за счет увеличения грузоподъемности состава при сохранении его длины, углов подъема путей, ско­ рости поездов до 80 км/ч, уплотнения графика движения. Мо­ дернизация железнодорожного транспорта на карьерах в ука­ занных направлениях дает возможность повысить интенсивность, добычи руды в основном за счет повышения нагрузки на очист­ ные забои. Для этого на карьерах применяют самые мощныелокомотивы в мире — тяговые агрегаты ЕЛ-10 и ПѲ-2М. Их применение на карьерах Качканарского и Соколовско-Сарбай- ского комбинатов позволило увеличить массу поезда до 900— 1100 т, т. е. в 2,5 раза, повысить производительность труда ра­ бочих локомотивных бригад в 1,5—1,7 раза и производитель-

60

лость экскаватора на 10—12%. Этому же способствует и при­ менение думпкаров грузоподъемностью до 180 т. Применение дизель-контактных электровозов ЕЛ-10 на Коршуновском карь­ ере позволило довести массу поезда даже до 1300 т и в ре­ зультате этого высвободить из службы движения и перевести на другие виды работ 60 человек. На карьере этого комбината принимаются меры по улучшению состояния путей, снижению аварийности горнотранспортного оборудования, работающего в трудных северных условиях, путем строгого выполнения планов профилактического ремонта. Хорошие результаты работы элект­ ровозного транспорта достигнуты на карьере ЮГОКа, хотя здесь еще имеются резервы повышения его интенсивности за счет со­ кращения плановых простоев электровозов. Так, производитель­ ность электровоза за 1972 г. достигла 1800 тыс. т при среднем расстоянии откатки 7,62 км. Стоимость перевозки 1 ткм горной массы снизилась до 1,287 коп. Электровозы использовались на

•основной работе в карьере на 57% календарного времени. Автомобильный транспорт на железорудных карьерах как

в СССР, так и за рубежом развивается в направлении приме­ нения самосвалов большой 'грузоподъемности, дизель-электри- ческих машин, машин с газотурбинным приводом, машин, при­ способленных к работе в качестве троллейвозов, а также повы­ шения скорости движения н способности машин преодолевать крутые подъемы.

На ряде карьеров в связи с применением автосамосвалов грузоподъемностью 60—90 т и более исследуются оптимальные ■соотношения емкостей ковша экскаватора и транспортного

•средства. В результате выявлены и используются резервы ком­ плекса «экскаватор-самосвал», увеличивается емкость ковшей экскаватора, что позволяет загружать самосвалы грузоподъем­ ностью 90 т за три цикла и повысить производительность по­ грузочного и транспортного оборудования. Увеличение емкости ковшей экскаватора и грузоподъемности автосамосвалов позво­ ляет изменить установившиеся нормы требований к кусковато- 'Сти и негабариту взорванной горной массы. Этому же способ­ ствует повсеместное применение на карьерах или фабриках конусных дробилок первичного дробления с загрузочной щелью

1,5 м и более.

Выявлению и изучению недостатков в использовании погру­ зочного и транспортного оборудования на ряде карьеров уде­ ляют большое внимание. Например, анализ работы автомобиль­ ного транспорта на Ингулецком ГОКе позволил улучшить ис­ пользование автосамосвалов. На этом карьере, как и на боль­ шинстве других карьеров, автомобили работали по закрытому циклу с жестким закреплением их за отдельными экскаватора­ ми. При такой организации движения машин оперативного ру­ ководства процессом перевозок практически не существовало. Диспетчер рудника оперативно вмешивался лишь в случае не-

G1

обходимое™ перебросить автомобиль от одного экскаватора к другому при вынужденной остановке одного из них. Данные хронометражных наблюдений показали, что отдельные экскава­ торы простаивали более 50% сменного времени из-за отсутствия автомобилей. Например, около 35% всех простоев автомобилей произошло в пути и 34% в гараже (поздний выход и раннее возвращение в гараж). Более 60% всех простоев экскаваторов, произошло из-за отсутствия автомобилей. В свою очередь, автомобилн простаивали до 30% сменного времени, в том числе более 30% в ожидании погрузки.

На основании проведенных исследований была применена, система оперативного руководства автомобильными перевозка­ ми (диспетчеризации) по открытому циклу. В результате опера­ тивное управление перевозками осуществляется с диспетчер­ ского пункта, который контролирует группу экскаваторов и об­ служивающие их автомобили, имеющие общий выезд из карье­ ра. Внедрение системы перевозок по открытому циклу позволи­ ло увеличить производительность автомобилей и экскаваторов, на 15%. Работа автомобилей по открытому циклу успешно приме­ няется на карьере Криворожского ЦГОКа. В среднем за год простои автосамосвалов были сокращены на этом карьере- с 25,2 тыс. до 5 тыс. машино-часов. На этом предприятии по­ строены ремонтный комплекс и стоянки самосвалов, оборудо­ ванные системой подогрева двигателей в зимнее время. Только* в результате применения подогрева двигателей простои самосва­ лов за год уменьшились на 11,5 тыс. машино-часов.

Как показывает опыт работы северных карьеров, большойпроблемой является очистка железнодорожных путей и стре­ лок от снега. На отдельных карьерах для очистки путей при­ меняют реактивный авиационный двигатель, который выбрасы­ вает с определенным усилием на заснеженные участки газы с- температурой до 690°С. Двигатель устанавливается на железно­ дорожном вагоне, он очищает менее чем за 2 ч 67 стрелок ц путь длиной 5 км.

Интенсифицирует работу автотранспорта хорошее состояние дорог. На карьере ЦГОКа для упрочнения и обеспыливания ав­ томобильных дорог в течение ряда лет применяют водный рас­ твор сульфитно-спиртовой барды. Улучшение состояния дорог обеспечило повышение пробега дорогих покрышек автомобилей с 18 тыс. до 22 тыс. км, т. е. на 22%. Такой способ улучшения: состояния дорог применяют на ряде других карьеров.

Повышение срока службы автомобильных шин имеет боль­ шое значение, поскольку затраты на износ и восстановлениешин в себестоимости перевозок 1 ткм на карьерах Кривбасса составляет 16—28% и они растут по мере увеличения грузо­ подъемности машин. Исследования Белорусского автомобиль­ ного завода показали, что наиболее целесообразный срок служ­ бы карьерных самосвалов БелАЗ-540 и БелАЗ-548 должен быть.

62

принят 5 лет при одном капитальном ремонте через 3 года. Та­ кой вывод соответствует практике работы передовых карьеров, мира. Между тем на железорудных карьерах Министерства черной металлургии СССР срок службы карьерных самосвалов. БелАЗ-540, несмотря на тяжелые условия работы, принят таким же, как и для машин общего хозяйственного пользования. По. этой причине в 1972 г. годовая производительность списочной машины составила 159 тыс. т, рабочей 326,9 тыс. т. Около по­ ловины всех самосвалов не работало из-за изношенности и не­ возможности поддерживать их в рабочем состоянии.

На карьере ИнГОКа в 1972 г. достигнуты хорошие показа­ тели использования автосамосвалов БелАЗ-548А, которые рабо­ тают в сутки 13,3 ч. При среднем расстоянии перевозки 2,69 к№ производительность списочной машины составила 1185 т при се­ бестоимости перевозки 1 ткм 8,32 коп.

Опыт показывает, что замена автосамосвалов БелАЗ-540 на БелАЗ-548, например в условиях карьера ЦГОКа, позволит увеличить производительность автомобильного транспорта на 40% и снизить себестоимость перевозки на 38%. Кроме того,, производительность автомобильного транспорта может быть, повышена и в результате совершенствования схем транспорта. Так, технико-экономические показатели автотранспорта на карь­ ере ЦГОКа можно улучшить путем сокращения длины наклон­ ной части автодорог, которая достигает 3 км, высоты подъема груза, достигающей с учетом высоты отвалов 260 м. Видимо,, здесь, как и на ряде других, следует форсировать строительствосооружений для выдачи руды и породы через подземные транс­ портные выработки и постепенно переводить добычу руды на. комбинированный способ, а затем и на подземный.

Одной из возможностей интенсификации работы автотранс­ порта является применение карьерных самосвалов с кузовом из: сверхпрочной стали или алюминиевых сплавов. Такие кузова позволяют при снижении массы самосвала увеличить массу пе­ ревозимого груза. Полезный груз при этом увеличивается соот­ ветственно на 14% при стальных кузовах и на 22% при алю­

миниевых.

В СССР на многих железорудных карьерах, где внедряется, или будет внедрен комбинированный транспорт с коротким рас­ стоянием откатки, особенно перспективно изготовление и при­ менение быстроходных дизель-электрических погрузчиков с большими ковшами. Такое мобильное оборудование позволит уменьшить число погрузочных машин, снизить капитальные за­ траты на его приобретение п в случае использования на погруз­ ке и доставке руды улучшить ее усреднение. Погрузчики этого; типа постоянно совершенствуются Г

1 На карьере Центральный комбината Апатит погрузчики уже положи­

тельно зарекомендовали себя в работе.

63;

Применение конвейерного транспорта на железорудных карь­ ерах эффективно только при условии транспортирования дроб­ леной (хотя бы до крупности 200 мм) руды. На крупных оте­ чественных карьерах следует устанавливать стационарные, ■большой производительности (3—4 тыс. т/ч) конусные или щековые дробилки. Рациональным местом их установки следует признать центр рудного поля и возможно большее заглубление под днище карьера. При таком расположении дробильно-кон­ вейерные комплексы можно использовать и для подземной раз­ работки глубоких горизонтов месторождения. Механическое дробление руды позволяет снизить требования к повышению степени измельчения ее взрывом (а следовательно не произой­ дет удорожания буровзрывных работ) и создаст необходимые условия для внедрения конвейерного транспорта руды из карье­ ра. Тенденция конвейерной доставки недробленой железной ■руды, на наш взгляд, не соответствует реальным путям совер­ шенствования ее добычи на ближайшие 10—15 лет и опыту технического развития мировой железорудной промышленности. Сохраняя в карьере буровзрывные работы, тем самым исклю­ чается безопасное применение открытых передвижных карьер­ ных конвейеров. Для качественного усреднения руды необхо­ димо иметь достаточно большое число забоев, которое при кон­ вейерном транспорте трудно создать.

Известный недостаток цикличного черпания породы одноков­ шовым гусеничным экскаватором, на который обычно указы­ вают, несуществен по сравнению с немобнльностыо экскавато­ ра. Этого недостатка не имеют быстроходные погрузочные аг­ регаты, занятые на основной работе более 90% всего времени. Наиболее эффективна, по нашему мнению, схема экскаватор — самосвал — дробилка — конвейер, по которой успешно рабо­ тают несколько карьеров. Такие схемы позволяют вести буро­ взрывные работы без излишнего переизмельчения породы, полнее использовать существующие экскаваторы и автомобиль­ ный транспорт на короткой длине доставки и добиваться высо­ кой производительности конвейера на дробленом материале. При выборе конвейера следует рассматривать возможности ски­ пового шахтного подъема, который безупречно работает в авто­ матическом режиме на любой породе с пропускной способно­ стью 1200 т/ч и более при высоте подъема 1000 м. Современная установка с двумя скипами грузоподъемностью по 35 т может выдать за год 6—7 млн. т руды при доставке ее к стволу авто­ мобильным, железнодорожным или конвейерным транспортом минимальной длины. Хорошо зарекомендовал себя скиповой подъем дробленых кварцитов на руднике им. Губкина комби­ ната КМАруда. Здесь в скипах грузоподъемностью 7 т с глубины 400 м поднимают 3,4 млн. т кварцитов при издержках 7,6 коп/т. Это дешево, но может быть еще дешевле на крупных совре­ менных установках.

•64

Целесоооразно проверять при выборе схем транспорта воз­ можность применения на карьерах наклонных скиповых подъем­ ников, проложенных по борту карьера.

По данным Свердловского горного института *, типичные ус­

ловия, в которых рационально применять такие подъемники, следующие:

карьеров «Объединенный» и «Миллионный» Донского хромито­ вого рудоуправления. Эти карьеры имеют ограниченную пло­ щадь и конечную глубину до 180 м. Скиповые подъемники, установленные по борту карьера, позволяют сократить общий объем вскрыши в результате увеличения конечных углов бор­ тов карьера, что достигается сокращением ширины транспорт­ ных берм. На этих карьерах применение скиповых подъемни­ ков на глубине 80—180 м по сравнению с автотранспортом увеличивает капитальные затраты на 37%, но снижает эксплуа­ тационные на 24%. Превышение капитальных затрат окупается в течение трех лет. Опыт показывает, что применение скиповых подъемников для выдачи руды и породы из карьеров позволяет резко интенсифицировать очистные работы. Так, на канадском железорудном карьере «Марморотон» в 1970 г. с помощью ски­ пового подъемника за сутки выдавали из карьера размером по поверхности 800X400 м и глубиной 112 м 5600 т кварцитов. Сменная производительность труда 60 горнорабочих, занятых в карьере, по руде в результате применения рациональной схемы транспорта составляла 280 т и по горной массе 344 т. На карь­ ере за сутки разрабатывается 20,6 тыс. т горной массы. Однако ври скиповых подъемниках, видимо, полностью исключить транспортные бермы на уступах нельзя ввиду необходимости

.доставки оборудования в карьер. В связи с этим особенно эф­ фективной может оказаться, как упоминалось, схема экскава­ тор — рудоспуск — вертикальный скиповой подъем. Например, на финском руднике «Пихясалми» разрабатывают сульфидное рудное тело длиной 650 м мощностью до 85 м, залегающее под углом 45—90°. Годовая добыча 800 тыс. т сырой руды. На от-

1 «Горный журнал», 1969, № 12.

крытых и подземных работах занято 80 человек. До глубины 125 м месторождение разрабатывается открытым, а ниже — подземным способом. Руду с карьера по рудоспускам перепу­ скают к дробильной подземной установке. Рудник вскрыт дву­ мя вертикальными и одним спиральным стволами. Сборные ру­ доспуски размещены таким образом, что расстояние доставки руды быстроходными погрузчиками не превышает 200 м. Лен­ точные конвейеры транспортируют руду от дробилок к главному выданному скиповому стволу.

проект железного рудника для Куржункульского месторождения в Казахстане.

Мотивируя необходихмостью интенсификации добычи руды, на­ мечена разработка месторождения комбинированным способом. Месторождение в основном магнетитовых руд перекрыто с по­ верхности рыхлыми отложениями мощностью от 15 до 30 м. В центральной части месторождения выделяют две рудные зоны, представленные 52 поэтажно расположенными рудными телами. Максимальная глубина залегания рудных тел от поверхности700 м. Верхняя рудная зона отделяется от нижней 40—50-мет­ ровой толщей андезитовых порфиров с коэффициентом крепо­ сти по шкале проф. М. М. Протодьяконова 10—12. Крепость неокисленных магнетитовых руд 8—10, плотность руды 3,8 т/м3.

приток воды до 700 м3/ч. Проект предусматривает достижениеполной годовой мощности рудника 3,5 млн. т сырой руды на 15-й год эксплуатации карьера, в конце которого будет введена: шахта годовой мощностью 3,5 млн. т. Выведены следующие по.- казатели проекта:

В данном случае малопонятно применение двух способов; разработки месторождения, которое больше подходит для вскры­ тия только подземным способом. На подземном руднике такогоместорождения, как Куржункульское, производительность тру­

66

да рабочего следует принимать 40—50 т/чел-смену. Шахтные стволы целесообразно пройти сразу на полную глубину (500 м) н отрабатывать все запасы на один откаточный горизонт. Руду

можно собирать с отдельных очистных участков на главный го­ ризонт через рудоспуски.

На Ипгулецком ГОКе руда, грохоченая по крупности 250— 300 мм, будет поступать на подземный наклонный конвейер. Крупные куски должны отвозиться самосвалами на фабрику. Подсчеты показали, что при использовании в карьере самосва­ лов грузоподъемностью 40 т годовая производительность само­ свало-конвейерного комплекса составит 35—40 млн. т руды. В данном случае рациональнее было бы установить стационарную подземную дробилку на весь срок работы карьера и отказаться от второго вида транспорта крупных кусков автосамосвалами.

Высокая трудоемкость транспортных работ на карьерах все чаще приводит к разработке мероприятий, направленных на его совершенствование. Одно из таких предложений (см. «Горный журнал», 1972, № 6) разработано в НИГРИ, который рекомен­ дует вскрывать глубокие карьеры железнодорожными туннеля­ ми. Полагают, что в туннелях можно применять уклоны 0,06— 0,08, строить двухпутевые туннели сечением 70 м2 с затратами на 1 км готового туннеля 2—3 млн. руб., проходить его с ме­ сячной скоростью 100—150 м. Применительно к условиям Пер­ вомайского карьера СевГОКа подсчитано, что при глубине 300 м и годовой мощности карьера по руде 30 млн. т и по гор­

1 т руды составит 15,7 коп., породы 19,3 коп. По предлагаемой схеме вскрытия руда и порода из забоев карьера доставляется автосамосвалами к рудоспускам и породоспускам, из них по­ ступает на горизонтальный транспортный горизонт. Здесь руду и породу через люки грузят в железнодорожные составы нор­ мальной колеи и вывозят на поверхность по туннелю.

По оценке НИГРИ, туннельное вскрытие нижних горизон­ тов карьера обладает рядом достоинств. Оно позволяет: вскры­ вать нижние горизонты, не нарушая текущие работы в карьере; исключить полностью повторные реконструкции транспортных схем при дальнейшей углубке карьеров; не сооружать в карье­ рах сложные дорогостоящие грохотильные, дробильные и гро- хотильно-дробильные установки перед подачей горной массы на конвейеры; повысить пропускную способность железнодорожно­ го транспорта, автоматизировать его работу; сократить расстоя­ ние доставки руды автосамосвалами до рудоспусков; повысить концентрацию работ в карьере и интенсифицировать отработку месторождения; уменьшить коэффициент вскрыши в результате ликвидации транспортных берм; использовать вскрывающие вы­ работки для подачи свежего воздуха в застойные зоны карьера; увеличить допустимую глубину карьеров.

67

Перечисленные преимущества туннельного вскрытия можно получить путем осуществления более гибкой и менее громозд­ кой схемы: самосвал — рудоспуск — подземный железнодорож­

последующих полностью подземных работ.

Совершенствование техники и технологии на железорудных карьерах, а также улучшение организации производства и труда

*Не включен персонал автотранспорта.

*¥ Б ез персонала, занятого на взрывных работах.

Данные таблицы показывают, что на карьерах, где работы ведутся при большом коэффициенте вскрыши, производитель­ ность труда значительно снижается.

Опыт работы зарубежных карьеров

Лучшие горно-геологические условия зарубежных железорудных место­ рождении и благоприятные условия применения открытого способа разработ­ ки, более полное использование оборудования на основной работе во вре­ мени и т. д. позволяют достигать весьма хороших показателей.

6 8

Рис. 3. Типичная схем а залегания таконитов в ш тате М иннесота (СШ А)

Это можно подтвердить примерами работы отдельных зарубежных карь­ еров, опыт которых полезен для условии СССР.

На таконитовой железорудной формации Бивабик (рис. 3) в районе Месабн (США) построены наиболее крупные таконитовые горно-обогатительные предприятия Рнзерв маіінинг, Эри маіінинг, Минтак, Эвелет, Батлер. Нэшил. На них производят более 80% всей товарной железной руды в США.

Как видно из рисунка, разработка такого месторождения' отличается простотой. Она ведется при вскрыше менее 2 т/т руды и конечной глубине

тивными пластами являются верхний кремнистый пласт 5, нижний сланцевый 6, нижний кремнистый 7, которые представлены магнетптовыми таконитамн. Ниже залегают безрудные кварциты 8, непромышленные таконпты 9, грани­ ты 10 и прослойки 11.

На одном из таких участков месторождения построено горно-обогати­ тельное предприятие Минтак, па карьерах которого разрабатывают крепкие,

забоях. Сменная нагрузка на забой по руде составляет 5—7 тыс. т. Карьер работает 20 смен в неделю. Текущий коэффициент вскрыши 0,4 т/т. МоЩг

ность наносов ие превышает 18 м.

На бурении взрывных скважин применяют четыре шарошечных станка 60-R с долотами, армированными твердосплавными вставками-штырями. Диаметр скважин 250 и 310 мм; сетка скважин от 6X6 м до 8,4X8,4 м. В В — водонаполненные для мокрых скважин; комбинация водонаполненных и АС—ДТ для сухих скважин. Взрывают одновременно 350 тыс. т такоиита в выходную смену. Руду в железнодорожные составы грузят три экскава­

5,2—7,2 тыс. т/смену. Доставляют руду в корпус крупного дробления на расстояние 5,6 км в составах, управляемых по радио на пунктах погрузки, в движении и на разгрузке. В забоях руда усредняется по стандартному способу на основании проб руды из скважин на обогатимость, содержание магнетнтового железа и кремнезема. На год разрабатываемая площадь разве­ дывается скважинами по сетке 90X60 м. Вскрышные породы вывозят в от­ валы самосвалами грузоподъемностью 70—100 т.

69