Горнодобывающая промышленность — комплекс отраслей по добыче и обогащению полезных ископаемых. Эта деятельность включает несколько этапов: разведка, освоение, добыча и переработка — с применением высокотехнологичного оборудования и средств механизации.
Ведение открытых и подземных горных работ
Мы подробнее остановимся на этапах добычи и переработки. Горные работы можно разделить на открытые, когда добыча ведется на поверхности земли, и подземные, когда добыча производится в шахтах или рудниках. Процесс добычи в обоих случаях имеет общие принципы.
Причины появления негабарита и его влияние на техпроцесс
Многие горные породы перед экскавацией требуют рыхления, тогда процесс добычи материала производится посредством буровзрывных работ (БВР). При производстве БВР ввиду особенностей залегания горных пород, их физических свойств, а также при некорректном или ошибочном определении параметров технологического процесса бурения, а именно сетки бурения, после взрыва могут появляться негабаритные куски горной породы.
Негабаритными элементами называют куски, которые превышают размер входного отверстия первой стадии дробления/измельчения, которая, в свою очередь, является первым этапом любого процесса обогащения или переработки.
Появление негабарита зачастую свидетельствует о нарушении технологии добычи, но не всегда. Выход негабаритных кусков породы достигает, в зависимости от горно-геологических условий, от 5 до 20% от объема. Негабарит — проблема для любого предприятия, так как может вызвать остановку всего технологического процесса, если такой камень попадает в линию переработки. Это грозит простоями и экономическими издержками, поэтому выявление и разрушение негабарита необходимо проводить в процессе выемки горной массы до погрузки ее в самосвалы.
При открытых горных работах в карьере негабарит можно отбросить в сторону и вернуться к его разрушению позже. Более остро эта проблема выражена при подземных горных работах, когда нет возможности складировать породу. Но негабарит был, есть и будет всегда, поэтому в горной промышленности разрабатывают различные методы и оборудование для решения данной проблемы.
Методы борьбы с негабаритом
Далее мы разберем основные методы разрушения негабарита:
- гравитационный способ,
- взрывной способ,
- термический способ,
- акустический способ,
- гидравлический способ,
- механический способ.
Гравитационный способ разрушения заключается в применении шар- или клин-бабы. Такой способ малоэффективен, зато не зависит от источников энергии, а сами устройства очень просты в эксплуатации и ремонте.
Взрывной способ достаточно популярен и имеет как плюсы, так и минусы. К плюсам можно отнести универсальность и возможность разрушения негабарита практически любого размера. Основной минус — высокие затраты энергии по отношению к объему работ, высокая стоимость и особенности взрывной технологии, которые требуют серьезной подготовки и соблюдения строгих требований безопасности.
Особенно много сложностей возникает при подземных работах, так как перед взрывом требуется освобождать территорию шахты от персонала и техники, а после взрыва проводить вентилирование.
Термический способ основан на неравномерном расширении тел при концентрированном нагреве. Разрушение негабаритов осуществляется ручными термобурами с огнеструйными горелками ракетного типа или термитами. Процесс разрушения протекает быстро, не дает разлета кусков и образования вредных газов (за исключением дробления сернистых руд). Хорошо поддаются такому виду разрушения породы, у которых кристаллическая структура, массивная структура, с незначительным количеством низкоплавких минералов и глинистых включений.
Этот способ также является достаточно энергоемким и не получил большого распространения.
Акустический способ разрушения пород звуковыми колебаниями, включая ультразвук, является механическим процессом. Однако из-за особенностей физической сущности акустических явлений, процесса разрушения пород и спецификой применяемого рабочего оборудования и подвода энергии к разрушаемому телу этот метод выделяют в отдельную группу.
Для разрушения пород применяют диапазоны частот от 8-25 Гц при амплитуде до 15 мм. Данный способ не нашел широкого применения в связи с низкой эффективностью.
Гидравлический способ разрушения непрерывными струями воды довольно популярен при разработке пород, легко поддающихся размыву, типа песков и глин, а также слабых пород (например, мела) и углей.
Механический способ мы рассмотрим более детально. Он заключается в прямой передаче механической энергии к объекту разрушения. Один из главных плюсов этого способа — его можно применять практически к любому материалу, но важно учитывать крепость данных пород.
Механический способ обладает достаточно низкой энергоемкостью и стоимостью при сравнительно высокой производительности.
Также существенными преимуществами такого способа являются:
- Простота передачи энергии к объекту разрушения.
- Отсутствие необходимости преобразования энергии в другие виды, что обеспечивает достаточно высокий КПД процесса.
- Высокая производительность.
- Отсутствие взрывчатых веществ, как следствие – повышение безопасности.
- Экологичность, ввиду отсутствия ядовитых газов.
- Не нужно буровое оборудование для бурения шпуров для довзрывания.
- Нет необходимости прерывать процесс погрузки и транспортировки горной массы.
- Масса базовой машины, т 36-46
- Диаметр рабочего инструмента, мм 160
- Масса базовой машины, т 44-58
- Диаметр рабочего инструмента, мм 175
- Масса базовой машины, т 68-120
- Диаметр рабочего инструмента, мм 210
Работа гидромолотом
Оборудование по разрушению негабарита механическим способом называют молотами/бутобоями. Данный вид оборудования можно разделить по виду энергоносителя на пневматические и гидравлические.
В пневмомолотах в качестве энергоносителя используется сжатый воздух. Такой инструмент обладает рядом существенных недостатков: применение громоздких дорогих компрессоров для создания сжатого воздуха, конструктивные особенности, требующие использования газомаслянной смеси.
Самый распространенный вид навесного оборудования, применяемый в горной промышленности, — это гидравлический молот. Все гидравлические молоты можно разделить на два типа: газомаслянные, или поршневые, и полностью гидравлические, или мембранные молотки.
Для задач по разрушению негабарита поршневые молоты не подходят по ряду причин, основная из которых — это сложность позиционирования, которая вызвана необходимостью в сильном прижатии рабочего инструмента (пики) к объекту разрушения для создания давления бойком (поршнем) в газовой камере для запуска в работу. Негабаритный кусок горной массы может быть любой формы и размера, и при прижатии пика постоянно соскальзывает. На данный процесс может тратиться до 30% рабочего времени оператора экскаватора.
Второй существенный недостаток — нужна регулярная проверка давления в поршневой камере (один-два раза в месяц) и дозаправка камеры азотом, что напрямую влияет на производительность.
Мембранные гидромолоты HammerMaster
Мембранные молотки благодаря своей конструкции с использованием герметичного пневмогидроаккумулятора, в котором азот находится под постоянным давлением, без утечек, не требуют сильного прижатия к объекту разрушения и максимально быстро запускаются в работу. Также не тратится время на проверку и дозаправку аккумулятора.
При выборе оборудования стоит вспомнить о следующих преимуществах гидромолотов HammerMaster:
- Постоянная 100% энергия удара, независимо от колебаний давления в гидросистеме базовой машины.
- Простота в эксплуатации и кратчайшее время освоения оператором даже без опыта работы.
- Автоматическая смазка инструмента.
- Низкий уровень шума и вибрационного воздействия на технику и оператора.
- Увеличенный межсервисный интервал и длительное время наработки на отказ.
- Низкая стоимость владения на тонну перерабатываемого сырья.
Гидромолоты HammerMaster могут быть установлены на экскаваторы массой до 120 тонн и более при проведении открытых горных работ, а также на погрузочно-доставочные машины (ПДМ) при проведении подземных горных работ.
Успешный опыт применения мембранных гидромолотов HammerMaster подтверждаются многими крупнейшими горнодобывающими компаниями России и мира.
Статья была полезной?
Если после данного обзора у вас все же остались вопросы, недостающую информацию вы всегда можете получить у менеджеров Группы компаний «Традиция».
Задать вопрос специалисту
Если у вас все же остались вопросы, недостающую информацию вы всегда можете получить у менеджеров Группы компаний «Традиция»
