И. И. Тазабеков, А. Б. Мирманов, Э. К. Сарсембиева
Разработка карьерных пластинчатых конвейеров для транспортировки вскрышных пород
(Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, г.Астана, Казахстан)
В настоящее время пластинчатые конвейеры широко применяются на горнорудных и металлургических предприятиях Англии, Франции, Германии, Польши и других стран. Однако с увеличением длины конвейера соответственно возрастают нагрузки в тяговом органе, появляется необходимость его усилия. Этого можно избежать путем применения промежуточных приводов, способных передавать тяговое усилия в нескольких пунктах по длине конвейера. Исключительно важное значение имеет применение промежуточных приводов для конвейеров, устанавливаемых под большими углами наклона.
На кафедре промышленного транспорта КарГТУ в течение ряда лет проводятся научно- исследовательские работы по созданию специальных пластинчатых конвейеров, способных транспортировать крупнокусковые абразивные грузы.
В содружестве с институтом Гипроуглегормаш подготовлена техническая документация на пластинчатые конвейеры П-80Д (горизонтальный) и П-80Е (наклонный). Конструкции их представляют собой модифицированные варианты угольного конвейера П-80Г. Став состоит из линейных секций длиной 3,3 м, переходных секций у разгрузочной головки и промежуточных приводов, поворотных секций длиной 1,65 м с допустимым углом поворота в плане 4◦, загрузочной секции с подпружиненными направляющими и специальной телескопической секции с шагом раздвижки 1,0 м. Роликоопоры аналогичны конструкции роликоопор конвейера ПКС-140. Промежуточные приводы конвейера П-80Е электрически связаны между собой.
Разработан рабочий проект пластинчатого отвалообразователя ОП-1, предназначенный для работы в комплексе с пластинчатыми конвейерами П-80Д и П-80Е. Пластинчатый отвалообразователь состоит из отвального пластинчатого конвейера, установленного на несущей ферме. Консольная часть несущей фермы закреплена с помощью шарниров на поворотной платформе ходовой спаренной тележки гусеничного типа. Загрузочная часть фермы устанавливается на платформе, обеспечивающей перемещение ее с отвальным конвейером относительно загрузочного устройства. Последнее установлено на платформе, которая с помощью шаровой пяты крепится на раме тележки, перемещающейся по рельсам [1].
Технико-эксплуатационные требования (ТЭТ) на проектирование транспортно- отвального комплекса, включающего пластинчатые конвейеры П-80Д, П-80Е и пластинчатый отвалообразователь ОП-1, получили одобрение Главруды МЧМ и НТС при ИГД МЧМ.
Комплекс предназначен для транспортирования вскрышных пород на опытно- промышленном участке Донского ГОКа.
По технической документации на транспортно-отвальный комплекс, включающий в себя модифицированный вариант конвейера П-65 и отвалообразователь (на базе пластинчатого отвалообразователя ОП-1), Анжерский машиностроительный завод изготовил конвейер, а механические мастерские прииска «Кулар» ПО «Якутзолото» - отвалообразователь.
Транспортно-отвальный комплекс установлен и испытан на одной из шахт прииска «Кулар»
[2].
По результатам проведенных исследований изготовлен и успешно прошел заводские испытания экспериментальный образец пластинчатого конвейера П-80К длиной 100 м, который установлен на опытно-промышленном участке циклично-поточной технологии Качканарского ГОКа для дальнейших промышленных испытаний. Изготовлен и успешно испытан в полупромышленных условиях экспериментальный образец ка- натно-пластинчатого конвейера КПК-140. По результатам исследований разработаны, изготовлены и успешно прошли опытно-промышленные испытания:
-несколько конструкций загрузочных секций;
-специальные и компенсирующие секции става пластинчатого конвейера;
-несколько конструкций очистительных устройств;
-полноразмерные стенды пластинчатых конвейеров П-80Д и ПКС-140;
-экспериментальный стенд пластинчатого конвейера П-80 с регулируемым приводом;
-специальный прибор, сигнализирующий о приближении аварийной ситуации по хладноломкости и автоматически выключающий машину из работы.
Основные технические данные разработанных конвейеров приведены в табл. 1.
Таблица 1.Технические характеристики конвейеров Основные параметры Конвейеры для
транспортирования угля и мягких вскрышных пород
Конвейеры для транспортирования скальных горных пород и руд
П-100 П-140 ПКС-
140
П-80Д П-80Е П-80К КПК-
140 Производительность,
т/ч:
по углю 3000 4000
по породе — — 6000 2400 2400 2400 6500
Скорость движения 0,5-3,0 0,5-3,0 1,2 1,25 1,25 1,2 2
несущего полотна, м/с
Ширина несущего 1000 1400 1400 800 800 800 1400
полотна, мм Наибольший размер единичного куска груза, 14 Л
0,9 1,2 1,2 0,6 0,6 0,6 1,2
М
Установленная
мощность двигателей, 220 230 750 100 220 170 650
кВт
Количество приводов до 5 до 5 до 5 1 до 4 2 1
Линейная масса 140 250 192 118 118 118 210
несущего полотна, кг/м
Приведенная масса 400 600 600 434 560 472 600
конвейера, кг/м
Наибольшая длина до 1200 до 1200 до 1500 300 300 469 950
конвейера, м Тяговой орган из кольцевой цепи:
шаг и диаметр прутка, 86/22 86/22 92/26 86/23 86/23 86/24 40 мм
разрывное усилие, кН 500 500 1000 790. 790 790 1 070
Допустимый радиус 20 20 20 20 20
поворота, м
Расчетный угол
подъема
0 0 12 0 8 5 12
конвейера, град
Работоспособность предложенных практических разработок и рекомендаций проверена на опытно-промышленных стендах на открытом полигоне Карагандинского государственного университета и в промышленных условиях.
На опытно-промышленных стендах проведены экспериментальные исследования по загрузке пластинчатого и канатно-пластинчатого конвейера крупнокусковым и крупнодробленым грузом, испытания системы управления приводами, режима пуска и торможения конвейеров; проведены исследования по износу основных элементов пластинчатого конвейера и очистке рабочих поверхностей от налипших и примерзших частиц груза.
Опытно-промышленные испытания подтвердили основные результаты, полученные в
процессе лабораторных и стендовых экспериментов, и позволили получить новые данные, подтверждающие работоспособность предложенных практических разработок [3].
С целью проверки работоспособности пластинчатого конвейера при транспортировании высокоабразивных кусковатых грузов на одной из шахт ПО Якутзолото был испытан конвейер П-65. Конвейер длиной 265 м загружали в нескольких точках через загрузочные устройства скреперными лебедками 55JIC-2C с ковшами емкостью 1,5 м3. Транспортируемый груз представлял собой смерзшуюся неоднородную горную массу, состоящую из глины, песка, мелкой окатной гальки, гравия, битого камня и крупных валунов. Насыпная плотность песков составляет 2,05 т/м3, льдистость 17,9%, крепость пород 8-11 по шкале М. М. Протодьяконова.
Температурный режим в шахтах неустойчивый, средняя температура воздуха в лавах в летний период составляет 4-5◦, в зимний период - от -10 до -14◦.
При промышленных испытаниях ставились следующие задачи: исследовать работоспособность и надежность работы пластинчатого конвейера в специфических условиях эксплуатации; определить влияние ударной нагрузки на прочность элементов конвейера при низких эксплуатационных температурах; установить динамические свойства тягово- несущего органа и величину износа основных элементов конвейера при транспортировании абразивных грузов; исследовать процесс очистки несущего полотна конвейера. Основной целью промышленных испытаний является оценка работоспособности пластинчатого конвейера в специфических условиях эксплуатации и проверка результатов лабораторных и опытно- промышленных экспериментов.
За время испытаний (1579 ч) вывезено 50 тыс. т горной массы. Максимальная часовая производительность, по данным хронометражных наблюдений, составила 320 т при погрузке на конвейер одновременно в трех точках.
Хронометражные наблюдения за исследуемый период позволили определить коэффициент технического использования, который равен 0,89. Установлены также основные причины отказов элементов конвейера и суммарное время их восстановления за весь период испытаний.
Коэффициенты относительных простоев составили: для несущего полотна (пластины линейная и роликовая, пружинная втулка) - 0,65; для става конструкции - 0,14; при обрыве тягового органа и износе звездочки - 0,137. Много простоев происходит в результате выхода из строя пружинных втулок, поэтому необходима новая конструкция крепления несущих пластин к тяговому органу. Большой абразивный износ ведущих звездочек потребовал создания загрузочных устройств конвейера, исключающих просыпание мелких фракций горной массы на порожнюю ветвь конвейера, и изготовления приводных звездочек из высоколегированной стали 25ГСА.
Полученные данные о надежности основных элементов пластинчатого конвейера (линейная и роликовая пластины, став конвейера, цепной тяговый орган, приводная звездочка, пружинная втулка) показали, что при соответствующем конструктивном усилении пластинчатые конвейеры можно успешно применять в специфических условиях заполярных шахт.
С целью отработки технологических схем и испытания нового оборудования на карьере «Северный» Качканарского ГОКа МЧМ был создан опытно-промышленный участок циклично-поточной технологии (ЦПТ).
Технологическая схема участка ЦПТ включает забойный экскаватор ЭКГ-4,6, который загружает автосамосвалы БелАЗ-540 взорванной горной массой. Вскрыша транспортируется на бульдозерный отвал, а руда — в бункер полустационарной дробильной установки с дробилкой ЩКД 1500X2100. После дробления руда ленточным конвейером с шириной ленты 1600 мм и гибкими роликоопорами (конструкции НИИ геотехнической механики) транспортируется на прирельсовый склад, где разгружается с помощью перегружателя ТПС- 1000 конструкции УкрНИИпроект. Программа испытаний предусматривала установку пластинчатого конвейера. П-80К конструкции Карагандинского государственного технического университета [4].
Техническая характеристика пластинчатого конвейера П-80К:
Производительность, т/ч 1300—2000
Скорость движения пластинчатого полотна, м/с 0,8—1,2 Суммарная мощность приводов, кВт 170
Количество двигателей на привод 2 Тип электродвигателей А02-82-4 А02-72-4
Частота вращения вала электродвигателей, об./мин 1470 Тип муфты ИМС-40
ИМС-20
Количество муфт на 1 привод 2 Тип редуктора ЦД-2, РМ-750 Шаг круглозвенной цепи, мм 86
Разрывное усилие тяговой цепи, кН 660
Количество тяговых цепей 1 Размеры пластинчатого полотна, мм:
ширина 800 высота бортов 190
Длина конвейера, м 96,12 Габаритные размеры, мм:
ширина 1286-7150 высота 1200-1338
Масса конвейера, кг 56728
Натяжное устройство Гидравлическое Наименьший радиус поворота, м 20
При разработке и создании пластинчатого конвейера П-80К использовались результаты теоретических и экспериментальных исследований, проведенные в течение ряда лет.
С учетом специфических условий эксплуатации конвейера на открытых работах ряд элементов изготовлен из хладостойких марок стали, согласно разработанным рекомендациям.
Предусмотрено бесступенчатое (от 0,2 до 1,2 м/с) регулирование скорости. Система электропривода — асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и электромагнитная муфта скольжения (ИМС-40), причем предусмотрены головной и промежуточный приводы.
Режим работы конвейера предусматривает как совместную работу приводов, так и включение промежуточного привода при отключенном головном, и наоборот. Разработано комбинированное профильное очистительное устройство, которое представляет собой шарнирно смонтированные на раме конвейера отбойники, имеющие короткие и длинные плечи. К коротким плечам шарнирно прикреплены тяги, которые эксцентрично соединены со шкивами, приводимыми во вращение посредством клиновидных ремней, огибающих приводные шкивы, установленные на раме дополнительного очистительного органа. Последний выполнен в виде бесконечной ленты с закрепленными на ней щетками. Бесконечная лента огибает регулируемые направляющие, которые смонтированы на подпружиненной раме. Бесконечная лента приводится в движение-от привода через передачу и .шкив, насаженный на один вал с приводным шкивом.
Также разработано и применено специальное тормозное устройство для наклонного пластинчатого конвейера.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сагинов А.С., Данияров А.Н., Акашев З.Т. Основы проектирования и расчета карьерных пластинчатых конвейеров. - Алма-Ата: Наука, 1984.- 328с.
2. Данияров А.Н., Малыбаев С.К. Опыт эксплуатации и перспективы применения специальных пластинчатых конвейеров. - Алматы: КазНИИНТИ, 1987. - 59 с.
3. Тазабеков И.И. К вопросу о совершенствовании конструкции конвейеров для открытых горных работ / Вест. МОиН HAH РК. - Алматы, 2000. - №6. - С. 103-109.
4. А.с. 962129 СССР, МКИ G 65 21/10. Пластинчатые конвейеры/ А.Н. Данияров, З.Т.
Акашев, И.И. Тазабеков (СССР).- №2844534/27-03; Заявлено 29.11.79; Опубл. 30.09.82, БИ №36 // Открытия. Изобретения. - 1982.- №36.- С.91.
Тазабеков И. И., Мирманов А. Б.,Сарсембиева Э. К.
Аршыма тау жыныстарын тасымалдаудағы карьерлiк қатпарлы конвейерлердi әзiрлеу
Қазiргi кезде қатпарлы конвейерлер Англия, Франция, Германия, Польшаның тау-кен және металлургиялың кәсiпорындары және басқа елдерде кең қолданылылады. Дегенмен сәйкесiнше тарту органда жүктеме өседi, оның күшiнiң қажеттiлiгi көрiнiп қалады конвейердiң ұзындығы үлкеюде. Бұл конвейердiң ұзындығы бiрнеше тармақтарда тартқыштың күштi алып беруге қабiлеттi және аралық жетектердң қолдану жолымен құтылуға болады. Тек қана маңызды мән үлкен көлбеу бұрыштарының астында орнатылатын конвейерлер үшiн аралық жетектер қолданылады.
Tazabekov I. I., Myrmanov A. B., Sarsembieva E. K.
Development of quarry plastic conveyers for transporting of stripping breeds
Conveyers are widely used presently on the mining and metallurgical enterprises of England, France, Germany, Poland and other countries. However with the increase of length of conveyer accordingly loading increase in a hauling organ, the necessity of his effort appears. It can be avoided by application of intermediate drives able to pass hauling efforts in a few points on length of conveyer. An exceptionally important value has application of intermediate drives for the conveyers set under the large angles of slope.
Поступила в редакцию 25.04.2012 Рекомендована к печати 28.05.2012
