Материал: Комплекс подземного дробления руды

Комплекс подземного дробления руды

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

. Применение подземных дробильных комплексов на рудниках

.1 Условия применения и эффективность подземного механического дробления руды

.1.1 Опыт применения механического дробления на отечественных рудниках

.1.2 Опыт применения механического дробления на зарубежных предприятиях

.2. Характеристика оборудования дробильных комплексов

.2.1 Дробильные комплексы отечественных рудников

.2.2 Дробильные комплексы зарубежных рудников

. Теория дробления

. Механизация дробления в условиях Горно-Шорского филиала ОАО «Евразруда»

.1 Выбор дробилки, классификация и область применения

.1.1 Выбор дробилки

.1.2 Принцип действия

.1.3 Классификация щековых дробилок

.1.4 Область применения щековых дробилок

.2 Конструкция и смазка дробилок

.2.1 Конструкция щековых дробилок

.2.2 Конструкция фрикционной муфты

.2.3 Схема смазки дробилки

.3 Технологические характеристики щековых дробилок

.3.1 Угол захвата щековых дробилок

.3.2 Частота вращения коленчатого вала

.3.3 Производительность дробилки

.3.4 Потребная мощность электродвигателя дробилки

.4 Эксплуатация щековых дробилок

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Современный этап развития горнодобывающей промышленности характеризуется концентрацией производства, совершенствованием техники и технологии добычи полезного ископаемого, интенсификации отработки месторождения и увеличением мощности рудников и карьеров, обусловленных постоянно растущей потребностью всех отраслей промышленности и сельского хозяйства в минеральном сырье.

На железорудных предприятиях с открытым способом разработки в ближайшее время большая часть железной руды будет добываться в карьерах глубиной свыше 150 метров. Увеличение глубины карьеров приводит к росту затрат на транспортирование руд и пород. Одним из основных технических направлений развития глубоких карьеров является внедрение циклично-поточной технологии с конвейерным транспортом скальных пород и руд. Подготовка горной массы необходимой крупности для транспортирования ленточными конвейерами осуществляется на дробильно-перегрузочных комплексах. Внедрение подземного механического дробления руды позволило существенно повысить эффективность горного производства за счет увеличения размера кондиционного куска и снижения работ по вторичному взрывному дроблению горной массы. Строительство подземного комплекса с первичным дроблением руды исключает крупное дробление на обогатительной фабрике, но связано со значительными объемами горнопроходческих работ. Объём камерных выработок достигает 12-15 тыс. м³, а с учетом бункеров, рудоспусков и вспомогательных выработок 22-25 тыс. м³. Одним из условий обеспечения эффективности подземных дробильно-бункерных и дробильно-перегрузочных комплексов в карьерах является изучение и обобщение опыта их проектирования работы с целью создания рациональных схем и конструктивных решений механического дробления горной массы в шахтах и карьерах.

1. ПРИМЕНЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ДРОБИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА РУДНИКАХ

.1 УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОДЗЕМНОГО МЕХАНИЧЕСКОГО ДРОБЛЕНИЯ РУДЫ

.1.1 ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ДРОБЛЕНИЯ РУДЫ НА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ РУДНИКАХ

На отечественных рудниках широко распространены системы с массовой отбойкой руды скважинными зарядами или с самообрушением руды. Высокая эффективность этих систем заключается в снижении объёма подготовительно-нарезных и буро-взрывных работ, интенсификации отработки рудных залежей и увеличением фронта очистной выемки, обеспечение устойчивых технико-экономических показателей и ритмичности добычи полезного ископаемого, возможности широкой механизации основных и вспомогательных работ, а также, в общем улучшение санитарно-гигиенических условий труда горнорабочих.

На железорудных шахтах Урала и Сибири доля систем с массовой отбойкой руды (этажное принудительное обрушение, этажно-камерная система) составляет 85-90%. В Криворожском бассейне основное развитие получили различные варианты системы подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами (60-65%) и этажного принудительного обрушения (20-25%). На рудниках горно-химического сырья (Кольский полуостров) и цветной металлургии, разрабатывающих мощные залежи крепких руд, а также широкого применения системы разработки с массовой отбойкой руды глубокими скважинами.

Применение массовой отбойки руды скважинными зарядами связано с повышением выхода крупной фракции руды. Гранулометрический отбитой руды, размер кондиционного куска оказывает существенное влияние на технико-экономические показатели выпуска, доставки, погрузки, транспортирования и подъёма руды на поверхность, которые предоставляют трудоёмкость и себестоимость её добычи.

Для улучшения технико-экономических показателей разработки месторождений полезных ископаемых необходимо:

обеспечить более мелкое и равномерное дробление руды при отбойке;

увеличить размер кондиционного куска руды при выпуске её из блока с последующим измельчением в подземных дробильных установках.

Для обеспечения более мелкого и равномерного дробления руды при отбойке необходимо совершенствование параметров буровзрывных работ. Обычно для этого повышается насыщенность отбиваемого массива буровыми выработками и скважинными зарядами. Однако при современном уровне развития техники сгущение и концентрация зарядов ВВ эффективны до определенных пределов, обусловленных крепостью и структурой отбиваемого массива.

Увеличение размера кондиционного куска руды приводит к резкому повышению эффективности отбойки, выпуска, доставки и погрузки руды в транспортные средства путем перенесения значительного объема работ по вторичному дроблению руды из выемочных блоков в подземный дробильный комплекс. Применение подземных дробильных комплексов как на отечественных, так и на зарубежных рудниках существенно снижает трудоёмкость и повышает интенсивность очистной выемки. Большое преимущество подземные дробильные комплексы имеют на рудниках, разрабатывающих крепкие бедные руды, которые по условиям обогащения или дальнейшей переработки подвергают дроблению и измельчению. В этом случае отпадает необходимость в строительстве корпуса крупного дробления на обогатительной фабрике.

Условие экономической целесообразности применения подземных дробильных комплексов впервые было сформулировано Л.И. Бароном и А.С. Воронюком

где: σ₁- снижение расходов на вторичное дробление руды при выпуске, связанное с увеличением размеров кондиционного куска, руб./т.;

σ₂- эксплутационные расходы (с учетом амортизационных отчислений) на механическое дробление руды в подземной дробильной установке, руб./т.

Максимальное повышение эффективности капитальных вложений должно удовлетворять условию

где: С_д - себестоимость крупного дробления руды в подземной дробильной установке, руб./т.;

Е - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

К - удельные капитальные вложения на сооружение подземного дробильного комплекса, руб./т.;

С_в - себестоимость вторичного крупного дробления руды на горизонте выпуска, руб./т.

Опыт железных рудников Урала и Сибири, а также некоторых предприятий цветной металлургии (Ачисанский, Джезказганский, Тырныаузский комбинаты и др.), на которых применяется подземное механическое дробление руды, показывает, что увеличение кондиционного куска с 300-400 до 750-1000 мм позволило снизить трудоёмкость выпуска, доставки и транспортирования руды на 30-40%, сократить объём взрывных работ на горизонте выпуска в 1,5-1,7 раза, качественно улучшить условия эксплуатации подъёмно-транспортного оборудования, вентиляцию выемочных блоков и безопасность работ в целом.

Так, на шахте «Северопесчаная» Богословского рудоуправления ПО «Уралруда» после ввода в эксплуатацию подземного дробильного комплекса, включающего две щековые дробилки с размером приёмного отверстия 1200х1500 мм каждая, размер кондиционного куска руды был увеличен с 350 до 1000 мм.

Таблица 1.- Технико-экономические показатели добычи руды на шахте «Северопесчаная»

Увеличение кондиционного куска и возможность погрузки в вагонетки крупной руды позволило разрядить сетку скважин по массовой отбойке. Вследствие этого на отбойку 1000 т руды расход скважин сократился на 12м, а расход ВВ на 75 кг. Расход ВВ на вторичное дробление уменьшился почти в 3 раза, а выход руды с 1-го метра скважины увеличился на 12,5%.

Хронометражными наблюдениями, проведенных на шахте «Северопесчаная», установлено, что затраты времени на ликвидацию зависания руды в дучках несколько возросли, но дробление негабаритных кусков руды взрыванием накладных зарядом ВВ на горизонте выпуска было практически исключено. Поэтому в целом затраты времени на вторичное дробление сократились почти 2 раза. Производительность труда машиниста скреперной лебёдки на доставке руды повысилась на 88%, машиниста электровоза внутришахтного транспорта повысилась на 35%. Общая трудоёмкость добычи 1000 т руды снизилась на 5,6 чел.-смен. На шахте «Первомайская» Богословского рудоуправления транспорт руды на гор. 61м осуществлялась электровозами в опрокидных вагонетках ВО-5, которые в клетях поднимались на поверхность.

Вскрытие запасов руды на нижнем гор. 25м первоначально предусматривалось производить квершлагами и стволом шахты «Слепая», проведенным с гор. 61м. Их выемочных блоков гор. 25м руда в вагонетках ВО-5 должна была подвозиться к стволу шахты «Слепая», и в клетях поднимать на гор. 61м, а затем электровозами доставлять к рудоподъемному стволу шахты «Первомайская».

С целью интенсификации отработки месторождения, ликвидации двухступенчатого подъёма и промежуточной электровозной откатки вагонеток на гор. 61 м, а также максимальной автоматизации процесса транспортирования руды подъёмно-транспортный комплекс на шахте «Первомайская» был реконструирован.

Одна из клетей рудоподъёмного ствола заменена на опрокидной скип вместимостью 2 м³. В надшахтном здании смонтированы разгрузочные кривые и сооружен приемный металлический бункер, из которого руда ленточным конвейером подаётся на обогатительную фабрику. На гор. 25 м был сооружен дробильно-конвейерный комплекс (рис. 1) на расстоянии 300 м от рудоприемного ствола.

Рисунок 1. Схема расположения дробильно-конвейерного комплекса на шахте «Первомайская» 1 - ствол шахты «Первомайская»; 2 - выработки гор.61 м; 3 - рудоспуск; 4 - дробильный комплекс; 5 - конвейерная выработка.

Подземное механическое дробление руды позволило применить на внутришахтном транспорте вагонетки УВБ-1,6 вместимостью 1,6 м³, что способствовало сокращению парка вагонеток почти в 2 раза и стабилизировать ритм доставки руды.

Откатка руды на гор. 61 м производится по кольцевой схеме. Вагонетки разгружаются пневматическим штоковым опрокидывателем в рудоспуск, в основании которого сооружена дробильная установка. Дробленая руда ленточным конвейером направляется в околоствольный бункер гор. 85 м шахты «Первомайская». Вместимость бункера 38,5 м ³ . Конвейерный тракт состоит из трех ставов ленточных конвейеров длиной 120,130 и 140 метров. Угол наклона конвейеров 15-16˚, ширина ленты - 800 мм, скорость движения 1,2 м/с. Общий объём выработок дробильно-конвейерного комплекса составил 3804 м³.

Дробильный комплекс был оснащен щековой дробилкой с размером приёмного отверстия 600х900 мм (дробилка «Цемаг»), пластинчатым питателем IIc-12-30 и цепным затвором для регулирования поступления руды из рудоспуска на питатель (рис. 2).

Рисунок 2. Схема дробильного комплекса на шахте «Первомайская».

1 - камера разгрузки вагонеток УБВ - 1,6; 2 - рудоспуск; 3 - цепной затвор; 4 - пластинчатый питатель; 5 - щековая дробилка; 6 - ленточный конвейер; 7 - ручная таль.

Сооружение подземного дробильно-конвейерного комплекса позволило:

повысить грузоподъёмность локомотивосостава 16%, что привело к увеличению производительности подземного транспорта на 22%;

увеличить производительности подъёмной установки на 17%;

увеличить размер кондиционного куска руды до 500 мм, что привело к повышению производительности скреперной доставки на 28%;

снизить трудоёмкость доставки, транспорта и подъёма 1000 т руды на 26 чел.-смен;

уменьшить расход ВВ на вторичное дробление с 431 до 239 г/т;

снизить расход электроэнергии по шахте с 35,9 до 29,1 кВт·ч/т;

снизить себестоимость добычи руды на 13%, а производительность труда рабочего по шахте повысить на 30%.

Затраты на реконструкцию шахты «Первомайская» окупились за три года.

.1.2 ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ДРОБЛЕНИЯ РУДЫ НА ЗАРУБЕХНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Анализ работы более 200 зарубежных рудников показывает, что подземные дробильные установки эксплуатируют при добыче практически всех видов твердого минерального сырья независимо от физико-механических свойств, глубины и параметров залегания месторождения, технологии и масштаба производства.

Применение подземного механического дробления руды способствовало существенному улучшению технико-экономических показателей на зарубежных рудниках. Повысилась надёжность и эффективность работы подземно-транспортного оборудования.

За счет сокращения затрат времени на вторичное дробление производительность труда при выпуске и доставке руды возросла на медном руднике «Моренси» (США) на 32,4%, на железном руднике «Друамотон» (Франция) на 30%, на свинцово-цинковом руднике «Сулливан» (Канада) на 100%, на железном руднике «Вабана» (Канада) на 50%, на оловянном руднике германии на 202%. На золотом руднике «Канэдиан Малартик» затраты на вторичное дробление руды сократились на 21%.

На мраморном руднике «Миддлтон» (Великобритания) после сооружения подземной дробильной установки и соответствующего увеличения размера кондиционного куска с 200 до 600 мм производительность автосамосвала возросла в 2 раза, достигнув 100 т/ч, производительность подземного рабочего - в 1,69 раза (с 42 до 71 т/смену).

Руднике «Вабана» (Канада) до сооружения дробильно-конвейерных комплексов 513 рабочих добывало 7500 т руды в сутки. После сооружения первой очереди дробильного комплекса с одностадийным крупным дроблением руды суточная производительность рудника была увеличена до 7700 т руды, а численность рабочих уменьшилась до 390 чел. С вводом в эксплуатацию второй очереди комплекса (второй стадии среднего дробления руды) и применением самоходного оборудования на очистных работах суточная производительность рудника была повышена до 9000 т руды, а численность рабочих снижена до 320 чел. Производительность труда на внутришахтном транспорте увеличилась в 1,5 раза, а затраты на подъёмно-транспортные операции снизились на 38%.