Новый карьерный комбайн Wirtgen 2200 SM в Республике Гвинея

А.Б.Райков, директор департамента ОАО «Русский Алюминий Менеджмент», руководитель проекта в Гвинее
А.Г.Шевченко, главный специалист проекта в Гвинее
А.М.Панченко, руководитель представительства ОАО «Русский Алюминий Менеджмент» в Гвинее
В.А.Кожевников, генеральный директор строительной компании CGG в Гвинее
Г.А.Власов, директор рудника Дебеле, ООО «Компания Бокситы Киндии»
М.Пихлер, президент фирмы Wirtgen International GmbH
Ю.Б.Панкевич, к.т.н., консультант фирмы Wirtgen International GmbH

В октябре 2000 года на отработке бокситовых руд рудника Дебеле был введен в эксплуатацию комбайн Wirtgen 2100 SM. С ноября 2000 г. по август 2001 г. им было добыто около 300 тыс. тонн бокситовых руд. В этот период отрабатывались запасы блоков I–III залежи Центральная, отнесенные при использовании традиционной технологии в целики взрывоопасных зон. В зависимости от производственного задания комбайном ежемесячно добывалось 30–40 тыс. тонн при двухсменном режиме работы и непрерывной рабочей неделе со скользящим выходным днем (более подробно о работе комбайна было рассказано в журнале «Горная Промышленность», №1/2001). В связи с доработкой запасов блоков I–III работа комбайна 2100 SM была прекращена в августе 2001 г.

Накопленный опыт показал, что новая технология при разработке бокситовых месторождений обеспечивает безвзрывную, тонкослоевую выемку с получением в забое мелкокускового материала. При этом не требуется последующего крупного и среднего дробления, что позволяет снизить затраты производства.

Положительный опыт эксплуатации горного комбайна Wirtgen 2100 SM на разработке запасов бокситовых руд рудника Дебеле позволил руководству ООО «Компания Бокситы Киндии» в 2001 году применить новый комбайн фирмы Wirtgen модели 2200 SM, который «Строительная Компания Гвинея» (CGG) в конце октября 2001 года ввела в эксплуатацию в связи с задачами по строительству новых рудников.

По сравнению с комбайном 2100 SM, новая модель имеет значительно лучшие технические параметры, что позволяет рассчитывать на возможность увеличения производительности примерно на 40% (см. таблицу). Одновременно улучшены условия техобслуживания машины в сочетании с постоянной диагностикой функций всех узлов и агрегатов комбайна и выводом параметров на монитор компьютера, расположенный на пульте управления.

В качестве участка первоочередной отработки были приняты запасы бокситовых руд блока III–V залежи Центральная. После отстройки контура карьера с помощью компьютерной графики (AutoCAD 2000) установлено, что эксплуатационные запасы участка, ограниченные существующей асфальтированной дорогой, дизельной электростанцией и железнодорожными путями, составляют 89 тыс. тонн (см. рис. 1, 2, 3). Для полной отработки указанных запасов необходимо удалить 11231 м3 вскрышных пород (внутренняя и внешняя вскрыша). К вскрыше относятся породы с содержанием Al2O3 ниже 39% (от 29 до 38%) и с содержанием SiO2 от 3 до 8%. Через каждый метр (в пределах интервала опробования) были подсчитаны запасы бокситовых руд.

С учетом небольшого косогора размеры участка в начале работ составляли 140–150 м ( 35–55 м.)

Первоначально с поверхности карьерного поля бульдозером была удалена растительность с перемещением ее остатков и растительного слоя в выработанное пространство ранее действующих карьеров. Выявлены и удалены остатки металлических предметов (обсадные трубы, обрезки металла и др.).

Рельеф поверхности рабочей площадки был осложнен неровностями и имел небольшой (около 2–3°) поперечный уклон (перпендикулярный к длинной стороне участка).

Для начала работ была выбрана наиболее высокая часть рабочей площадки с размерами по длинной стороне около 100–120 м с зарезкой начала съезда на асфальтированной автодороге. Первые проходы комбайном были выполнены по поверхности дороги с отсыпкой предохранительного вала вдоль будущего съезда (рис. 1).

В период выполнения подготовительных работ проводилось обучение операторов практическим приемам работы: выравнивание микрорельефа площадки, проходка съездов с уклонами 8 и 14%, а также проведение работ комбайном в условиях поперечного уклона 5%.

В дальнейшем добываемый боксит грузился комбайном в автосамосвалы МАЗ-5516 номинальной грузоподъемностью 20 т и транспортировался на прирельсовый склад, расположенный на расстоянии около 1.2 км от добычных забоев, или в приемный бункер дробильного отделения.

По мере понижения забоя ширина горизонтальной площадки постепенно увеличивалась, хотя с достижением новых отметок выполнение вспомогательных работ распространялось на участки с невыровненной поверхностью и локальными выемками и буграми. Приходилось продолжать профилирование, проводя фрезерование поверхности с небольшой толщиной стружки. На наклонных участках средние значения глубины фрезерования значительно уменьшались и, как следствие, увеличивалась длина и время погрузки автосамосвала.

В течение первых нескольких дней практически по всей площади было произведено выравнивание площадки, являющейся забоем. Это обязательные работы, которые впоследствии обеспечивают производительную работу комбайна, а также безопасность работ при выполнении необходимых по технологии маневров комбайна в конце и начале рабочего прохода (разворот или заезд на новый выемочный слой при обратном холостом ходе).

В процессе выполнения указанных работ периодически проводился хронометраж с соответствующими замерами эксплуатационных параметров работы комбайна.

В течение 1 ноября 2001 года было выполнено три хронометражных измерения на участках с различными условиями поверхности. Длина рабочего хода комбайна составляла 86 м.

При хронометраже № 1 глубина фрезерования составляла 5–17 см. За 2 часа наблюдений было погружено 16 автосамосвалов. Среднее время погрузки одного автосамосвала расчетной грузоподъемностью 16 т составляло 5 мин. При этом техническая производительность комбайна – 144 т/час, а эксплуатационная – 96 т/час.

При хронометражных наблюдениях №2 глубина фрезерования составила 12–20 см. За 1 час наблюдений было погружено 10 автосамосвалов. Среднее время погрузки одного автосамосвала составляло 4 мин. Техническая производительность комбайна составляла 180 т/час, а эксплуатационная – 120 т/час.

В первых двух случаях одновременно с выравниванием поверхности осуществлялась зачистка кровли пласта и вскрышные породы вывозились в отвал (рис. 2).

Хронометраж № 3 проводился при добыче руды с вывозкой ее на прирельсовый склад или приемный бункер отделения дробления. Глубина фрезерования составляла 18–22 см. За один час работы было погружено 11 автосамосвалов МАЗ-5516 и два БелАЗ-7548. Среднее время погрузки одного автосамосвала расчетной грузоподъемностью 16 т составляло около 3 мин, а БелАЗ-7548 – 4.1 мин. Техническая производительность комбайна составила 240 т/час, а эксплуатационная – 162 т/час.

Следует отметить, что в период пуска комбайна 2100 SM в эксплуатацию в ноябре–декабре 2000 года было изучено влияние изменения глубины фрезерования на выход отдельных фракций в добытой комбайном бокситовой руде. Одновременно была обоснована мощность фрезеруемого слоя, при которой в добытом боксите полностью исключается выход фракции более 95 см, что обеспечивает получение в забое готовой к реализации продукции. Она должна составлять около 65% от максимально возможной для данной модели. Таким образом, для комбайна 2100 SM эта величина составляет около 15–17 см, а для модели 2200 SM – 20–22 см.

Хронометражные наблюдения были продолжены 3 и 4 ноября 2001 года.

Длина рабочего хода увеличилась до 160 м. Глубина фрезерования в основном составляла 20–22 см. Из двадцати исследованных циклов три выполнялись на полосах зачистки кровли пласта при расширении рабочей зоны. В этих условиях глубина фрезерования изменялась от 5 до 20 см, а время на загрузку одного автосамосвала – от 4 до 7 мин. На остальных полосах среднее время погрузки одного автосамосвала составило 2.1 мин. с вариацией от 1 мин. 45 сек. до 3 мин. 20 сек. Рабочая скорость комбайна при фрезеровании была равна 10 м/мин. В этих условиях техническая производительность достигала 340 т/час. На рис. 3 показана работа комбайна на добычной рабочей площадке.

Первоначально при фронте работ до 160 м применялась схема с обратным холостым ходом. Данные первичного хронометража свидетельствуют, что транспортная скорость комбайна при холостом ходе в зависимости от состояния поверхности изменялась от 20 до 40 м/мин.

За период эксплуатации комбайна модели 2200 SM с 25 октября по 25 декабря 2001 года отработано 53 рабочих дня при двухсменном режиме работ и продолжительности смены 7 часов. При этом счетчик времени зарегистрировал 504 мото-часа работы комбайна. За это же время самим комбайном построена въездная и выездная траншеи, добыто 60.7 тыс. тонн бокситовой руды и удалено 16.1 тыс. тонн вскрышных пород.

Удельный расход дизельного топлива составил 0.38 л на тонну горной массы или около 60 л/мото-час. Расход резцов составил 2.6 шт. на 1000 тонн горной массы.

В январе 2002 года намечен ввод в эксплуатацию запасов Южной залежи, отработка которых традиционной технологией с применением буровзрывных работ невозможна из-за близости производственных зданий и транспортных коммуникаций.

Опыт применения безвзрывной тонкослоевой разработки бокситов с помощью комбайнов Wirtgen Surface Miner моделей 2100 SM и 2200 SM показал эффективность новой технологии в условиях бокситовых карьеров района Киндия. При этом снижается себестоимость горных работ, повышается производительность труда и уменьшается вредное воздействие горных работ на окружающую природную среду.

Применение этой технологии позволяет расширить сырьевую базу за счет ввода в эксплуатацию запасов, расположенных в целиках взрывоопасных зон, а также за счет отработки некондиционных (для традиционной технологии) пластов боксита мощностью менее 2 м. Так на участке, где в 2000 году работал комбайн, были приращены запасы в объеме 13.5 тыс. тонн с мощностью пласта около 1 м и содержанием Al2O3 – 45%, которые ранее были отнесены к потерям.

Кроме этого, ввод в отработку близлежащих к промплощадке запасов позволит снизить влияние ухудшающих себестоимость факторов, связанных со значительным (в 3–4 раза) нарастанием дальности транспортирования с новых участков, ввод которых обусловливается истощением сырьевой базы.

Журнал "Горная Промышленность" №1 2002