Дроблення в кар’єрі та конвеєрний транспорт замість самоскидів

Йтиметься про шляхи скорочення витрат на видобуток сировини в кар'єрі шляхом зменшення витрат на транспортування видобутого матеріалу. Нижче наведено структуру вартості робіт, що проводяться в кар'єрі:

буріння – близько 15%;
вибухова відбійка породи – близько 20%;
навантаження, яке найчастіше проводиться одноковшовими екскаваторами - близько 5%;
первинне дроблення підірваної маси у кар'єрі (якщо здійснюється) - близько 10%
та витрати на транспортування автосамоскидами -близько 50%.

Таким чином, боротьба за мінімізацію транспортних витрат дає максимальний вихід при оптимізації процесів.

Давайте опишемо основні терміни. Організація роботи з безперервним потоком матеріалу називаєтьсяпотоковою технологією, їй відповідає безперервний видобуток матеріалу (наприклад, розробка комбайном або багатоковшовим роторним екскаватором) з послідовним перевантаженням конвеєрним транспортом в дробильно-сортувальний вузол і подальшим складуванням або відвантаженням матеріалу. Безперервний процес (тобто потокова технологія) має найвищий ККД, оскільки мінімальні втрати, пов'язані тільки з поточними ремонтами, дозволяють практично весь час працювати з номінальним навантаженням, яке в ідеалі дорівнюватиме максимальному. Але на практиці поточна технологія рідко реалізується. Так, в силу способу видобутку міцних порід буровибуховим методом, що чергує періоди власне буровибухових робіт і роботу екскаватора з виїмки підірваної гірської маси (на час вибухових робіт люди і техніка виводяться з небезпечної зони), а також періодичність подачі автосамоскидів під завантаження екскаватором виходить чергування виконуваних процесів , підвезення матеріалу на борт кар'єру для переробки (або відправлення далі, наприкладзалізничним транспортом) відбувається періодично або циклічно, звідси друга, найпоширеніша -циклічна технологія. Циклічна технологія поступається ефективності потокової:

для досягнення заданої годинної або змінної продуктивності необхідно забезпечувати високу разову (пікову, пов'язану з одним екскаватором або автосамоскидом) продуктивність,
що забезпечується вантажопідйомністю та оборотністю кар'єрної техніки, що тягне за собою відповідні обсяги кузовів, кількість машин, споживання палива.

Але циклічна технологія має свої переваги, зокрема:

вона легко організується та підлаштовується під зміни обсягів видобутку, глибини кар'єру, зміни техніки при її модернізації, ремонті окремих елементів схеми (екскаваторів, грейдерів, автосамоскидів) безвідносно до роботи всього ланцюжка.
вартість початкових вкладень у цю технологію менша

Якщо від буровибухових робіт та виїмки екскаватором відмовитися практично неможливо в переважній низці випадків, то подальшу схему можна поліпшити, залишивши початкову частину процесу циклічною, а подальше транспортування зробити потоковим, замінивши автосамоскиди конвеєрним транспортом, тоді отримаємо циклічно-поточну технологію (ЦПТ) . Деякий початковий аналіз запровадження такої технології ми розглянемо.

Почати варто з того, що пряма заміна системою конвеєрів важких кар'єрних самоскидів неможлива: крупність підірваної гірської маси зазвичай знаходиться в діапазоні 700-1500 мм, відповідно маса великих шматків і розміри далекі від оптимальних для конвеєрної стрічки та опорних роликів. Тому говорячи про перехід до циклічно-потокової технології ми маємо обов'язково сказати про дроблення вихідної гірничоїмаси у кар'єрі до перевезення. Розумною крупністю для конвеєрного транспорту є розмір шматка до 300 мм. Реалізувати це можна такими шляхами:

Найбільш кардинальним засобом, що дозволяє відмовитися від використання парку великовантажних кар'єрних самоскидів, є мобільна дробарка та конвеєра для підйому матеріалу на борт кар'єру. Завантаження гірничої маси йде екскаватором у приймальний бункер дробильної установки. При пересуванні екскаватора мобільна дробарка пересувається за ним. Розвантаження мобільного дробарки відбувається на спеціально спланований горизонтальний конвеєр, що знаходиться на цьому ж уступі кар'єру і йде вздовж всього уступу - напрями пересування екскаватора та мобільного дробарки.

В кінці горизонтального конвеєра матеріал перевантажується на похилий конвеєр, що транспортує його на борт кар'єру, на якому розміщується обладнання наступних стадій дроблення або може бути прокладена конвеєрна лінія транспортування далі до місця переробки. Похилий конвеєр може бути як цілісним (одноставним), якщо перехід до конвеєрного транспорту здійснюється на значно заглибленому кар'єрі, що діє, так і багатоставним - послідовно нарощеним у міру поглиблення кар'єру. При малій продуктивності завантаження подрібненої породи може здійснюватися фронтальним навантажувачем у зчленований самоскид, великовантажний самоскид або напівпричіп-самоскид, які суттєво дешевші за кар'єрні великовантажні самоскиди як за вартістю, так і з обслуговування. У такому варіанті ми продовжуємо реалізовувати циклічну технологію, але отримуємо менші витрати на експлуатацію та більш дешевий парк автомобілів, а також спрощення та здешевлення наступного переділу по дробленню породи.

Первинна напівмобільнадробильна установка завантажується кар'єрними самоскидами, оскільки може постійно пересуватися за екскаватором. В силу цього установка повинна мати первинний бункер приймання достатнього обсягу для вивантаження кузова кар'єрного самоскида. При використанні напівмобільної дробильної установки її розміщують на уступі кар'єра так, що за рахунок досить великої висоти завантаження в приймальний бункер, завантаження необхідно проводити з верхнього уступу над поточним. Для цього споруджується короткий пандус для кар'єрних самоскидів з одного уступу на інший та часова підпірна стінка.

Сама установка виконується на базі збірно-розбірних металоконструкцій та агрегатів. Невелике плече транспортування від екскаватора до дробильної установки дозволяє суттєво зменшити парк кар'єрних самоскидів та витрати на їхнє обслуговування. Дроблений матеріал перевантажується і піднімається на борт кар'єру за описаним вище способом. У міру поглиблення кар'єру та збільшення плеча транспортування напівмобільна дробильна установка переміщається нижче за уступами, а конвеєрна лінія нарощується.

Стаціонарна дробильна установка, що використовує серйозний фундамент, шлях уже застарілий, у зв'язку з наявністю напівмобільного виконання, хоча відрізняється від нього лише великим часом, що вимагається на переміщення і більшим обсягом робіт для демонтажу та встановлення на новому місці.

Які переваги ми отримуємо від впровадження циклічно-потокової технології. Переваги використання конвеєрного транспорту такі:

Є й недоліки конвеєрного транспорту:

Високі початкові капіталовкладення. Для використання конвеєрного транспорту необхідно завантажувати на нього матеріал обмеженої крупності, для чого використовується попереднє дроблення безпосередньоу кар'єрі (дивіться опис вище)
Необхідність ретельного планування. Потрібно ретельно планувати гірничі роботи в кар'єрі для мінімізації витрат на переміщення мобільної дробарки або напівмобільної установки кар'єру на всіх етапах експлуатації. Розміщення конвеєрного транспорту для збору матеріалу після мобільного дробарки та для транспортування зібраного або отриманого з напівмобільної дробильної установки проводиться одразу до початку робіт з видобутку корисної породи. Переміщення конвеєрної лінії у майбутньому - це дороге задоволення, витрати на яке (при виявлених помилках у проекті) суттєво ускладнять окупність.
Відсутність варіабельності.
У міру збільшення глибини кар'єра і плеча транспортування відповідно або збільшення продуктивності по гірській масі, що видобувається, кількість кар'єрних самоскидів можна легко змінити, продовжити серпантин дороги для перевезення породи, а при зменшенні продуктивності легко перекинути кар'єрні самоскиди на інший об'єкт. З конвеєрним транспортом це не вийде, потрібно заздалегідь продумати та спланувати що і як використовуватиметься. Закладатися на велику продуктивність при проектуванні конвеєрної лінії - це збільшити металоємність, встановлену потужність та вартість обладнання, що суттєво підвищує втрати від недовантаження на перших етапах експлуатації та, знову-таки, ускладнює окупність.

Безумовно, що у кожному конкретному випадку треба робити аналіз та вибір кращої технології. Оціночно можна навести такі порівняльні дані: питомі витрати на транспортування породи кар'єрними самоскидами при плечі 2 км із продуктивністю 500-700 т/год становлять 0,8-1 $/т (включає персонал, паливо, обслуговування у перші роки експлуатації, далізростатиме в міру вичерпання ресурсу вузлів), при використанні конвеєрного транспорту - 0,06-0,08 $/т (включає персонал, електроенергію, обслуговування), добавка дроблення в кар'єрі підвищує сумарні питомі витрати до 0,2-0,25 $ /т. Заміна кар'єрних самоскидів на зчленовані самоскиди для подрібненого продукту оцінно знижує витрати на 10% рівня 0,7-0,9 $/т. Як бачимо, використання конвеєрів значно скорочує витрати. Однак для продуктивності менш зазначеної та перепаді висот при транспортуванні менше 80 м (або плече до 2 км) використання кар'єрних самоскидів або дроблення та зчленованих самоскидів може виявитися виправданим, а впровадження конвеєрного транспорту не виправдане за рахунок тривалого терміну окупності (порівняно з самоскидами). Окремо треба розглядати питання щодо впровадження конвеєрів на кар'єр, що вже активно використовується, і на проектований для використання.

Група компаній “СоюзГорМаш” у партнерстві з європейським виробником магістрального конвеєрного транспорту Sammi (Італія) здійснює постачання конвеєрних ліній (спільне виробництво) для транспортування матеріалів з кар'єру (підйом та переміщення по пересіченій місцевості) до місця глибокої переробки породи. При цьому ми також пропонуємо для підприємств нерудної промисловості мобільні та напівмобільні рішення дроблення у кар'єрі для подальшого транспортування. Кожне завдання унікальне і потребує особливого підходу та спеціального розрахунку. Ми готові розрахувати саме Вашу конвеєрну систему. Сподіваємось, що будемо взаємно корисні!