Файл: Классификации горнодобывающих и перерабатывающих машини. И. Демченко, И. С. Плотников.pdf

МЕХАНИЗАЦИЯ ГОРНЫХ РАБОТ.
ГОРНЫЕ МАШИНЫ И КОМПЛЕКСЫ
УДК 622.333.622.721
КЛАССИФИКАЦИИ ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ
И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ МАШИН
И. И. ДЕМЧЕНКО, И. С. ПЛОТНИКОВ
Предложены классификации горных машин для добычи и переработки угля. Классификации
представлены в виде таблиц, в первом столбце которых приведен основной классификацион-
ный признак, а также особенности рабочего, ходового и силового оборудования. В классифи-
кации приведены модели выпускаемых и перспективных горных машин, намеченных к выпу-
ску, а также снятых с производства. Добывающее оборудование представлено экскаваторами
цикличного и непрерывного действия, выемочно-транспортирующие машины – погрузчиками
и бульдозерами, перерабатывающее оборудование – грохотами и классификаторами. Пред-
ложенные классификации позволяют более наглядно оценить параметры рассматриваемых
горных машин для обоснования горных комплексов по добыче и переработке угля с целью полу-
чения качественных углепродуктов.
К л ю ч е в ы е с л о в а : классификация; экскаваторы цикличного действия; экскаваторы непре-
рывного действия; сортировочное оборудование; грохот; классификатор; выемочно-транс-
портирующее оборудование; уголь.
Основное направление использования угля – энергетическое: для выработки электроэнергии и тепла используется около 65 % угля. Оставшиеся 35 % рас- пределяются между коксохимическими и металлургическими производствами
(20 %) и остальными отраслями промышленности, в том числе и в коммунально- бытовом секторе (15 %) [1].
Получение угля высокого качества – одна из главных задач, которая стоит перед угольной промышленностью. В настоящее время отгружаемый потребителям ря- довой уголь содержит большое количество мелочи, содержание которой в процессе перевалки угля на угольном складе возрастает еще больше. При использовании ря- дового угля вследствие потерь мелочи и при уносе с золой несгоревшей угольной пыли, а также из-за просыпи через колосниковую решетку в топках со слоевым сжиганием эффективность сжигания топлива в два раза ниже по сравнению со сжиганием сортовых углей. При хранении угля на открытых складах повышается зольность, происходит его выдувание, вымывание, не исключается возможность самовозгорания, что приводит к большим затратам на содержание складов угля.
Для снижения потерь и повышения качества угольной продукции необходимо применять частичную или полную переработку угля как можно ближе к забою, что приведет к снижению стоимости конечной продукции [2].
Чтобы обеспечить эффективную работу и взаимодействие добывающих и пе- рерабатывающих машин, необходимо оптимизировать основные параметры, по которым будет производиться выбор оборудования.
Демченко Игорь Иванович – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры горных машин и комплексов, руководитель Центра диагностирования электромеханических систем гор- но-металлургических предприятий Института горного дела, геологии и геотехнологий. 660025, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 95, Сибирский федеральный университет.
Плотников Иван Сергеевич – аспирант кафедры горных машин и комплексов. 660025, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 95, Сибирский федеральный универси- тет. E-mail: bigiv89@yandex.ru

«Известия вузов. Горный журнал», № 5, 2013
ISSN 0536-1028 81
Для оптимизации основных параметров предпринята попытка классифици- рования выемочно-погрузочных машин цикличного (табл. 1) и непрерывного
(табл. 2) действия. В таблицах содержится информация об особенностях рабоче- го оборудования, а также о ходовом и силовом оборудовании.
5
«Известия вузов. Горный журнал», № 5, 2013
ISSN 0536-1028
Таблица 1
Классификация выемочно
-погрузочных машин цикличного действия
Вместимость ковша, м
3
Лопаты
Драглайны
Карьерные
Карьерно- строительные
Шагающий
Гусеничный
Механические Гидравлические
Вскрышные
До 5
ЭКГ-4УС
*
ЭКГ-4,6
*
ЭКГ-5А
–
–
ЭО-3211
ЭО-4112
ЭШ-1
*
ЭШ-4.40
*
ЭДГ-3,2.30
ЭДГ-4.25 5–10
ЭКГ-6.3
ЭКГ-8И
*
ЭГ-110
ЭГО-150
–
–
ЭШ-6.45
*
ЭШ-6.60
*
ЭШ-10.60
*
ЭДГ-8.55 10–15
ЭКГ-10
ЭКГ-12
ЭГ-150
ЭГО-350
–
–
ЭШ-11.70*
ЭШ-14.75*
ЭШ-15.90*
–
15–20
ЭКГ-15
ЭКГ-18
–
ЭВГ-15
*
–
ЭШ-20.90
–
20–30
ЭКГ-20
ЭКГ-30
**
ЭГО-550
ЭГ-550
–
–
ЭШ-25.90
ЭШ-30.110*
–
Свыше 30
ЭКГ-32
**
ЭКГ-35
**
–
ЭВГ-35.65М
*
–
ЭШ-40.85*
ЭШ-40.100
–
Особен- ность рабочего оборудо- вания
Канатный, зубчато- реечный механизм напора
Гидравличе- ский механизм напора
Коленно- рычажный механизм напора с канатной подачей
Шарнирно- рычажное, телескопи- ческое
Шарнирно- сочлененная/
вантовая/ трехгранная стрела
Вантовая стрела
Ходовое оборудо- вание
Гусеничное
Гусеничное, пневмо- колесное
Шагающее устройство механическо- го/гидравлич еского типа
Гусеничное
Силовое оборудо- вание
Электриче- ское, дизель- электриче- ское
Электро- гидравличе- ское, дизель- гидравличе- ское
Электриче- ское
Дизель- электриче- ское
Электриче- ское
Дизель- электриче- ское
––––––––––
*
Модель экскаватора не выпускается.
Экскаваторы цикличного действия (табл. 1) делятся на:
1. Лопаты:
1.1. Экскаваторы карьерные гусеничные ЭКГ (цифра после названия – ем- кость ковша, м
3
);
1.2. Гидравлические с прямой ЭГ и обратной ЭГО лопатой (цифра после на- звания – эксплуатационная масса, т [3]);
1.3. Вскрышные гусеничные ЭВГ (цифры после названия – емкость ковша, м
3 и длина стрелы, м);
1.4. Карьерно-строительные ЭО (цифры после названия – размерная группа машины, тип ходового устройства, конструктивное исполнение рабочего обору- дования (вид подвески), порядковый номер данной модели);
*
*
*
*
*
го/гидравли- ческого типа
;
**
модель экскаватора планируется к выпуску.

«Известия вузов. Горный журнал», № 5, 2013
ISSN 0536-1028 82 2. Драглайны:
2.1. Шагающие ЭШ (цифры после названия – емкость ковша, м
3
, и длина стре- лы, м);
2.2. Гусеничные ЭДГ (цифры после названия – емкость ковша, м
3
, и длина стрелы, м).
Экскаваторы непрерывного действия (табл. 2) делятся на:
1. Цепные;
2. Фрезерные;
3. Роторные:
3.1. Вскрышные ЭР;
3.2. Добычные ЭРП (ЭРШРД).
Цифра после названия – производительность экскаватора, м
3
/ч.
6
«Известия вузов. Горный журнал», № 5, 2013
ISSN 0536-1028
Таблица 2
Классификация выемочно
-погрузочных машин непрерывного действия
Производительность, м
3
/ч
Роторные экскаваторы
Цепные экскаваторы
Экскаваторы фрезерного типа
Вскрышные
Добычные
До 630
ЭР-320
*
ЭР-630
*
–
ЭМ-201А
ЭМ-321 1900 SM
2600 SM
До 2500
ЭР-1250
ЭР-1500
ЭРП-1600
ЭРП-2500
–
3000 SM
4200 SM
До 5000
ЭР-3500
ЭР-4500
*
ЭРП-3000
ЭРП-5000
*
–
–
До 10000
ЭР-5250
*
ЭР-7000
*
ЭРШРД-
5250
ЭРП-6500
*
–
–
Свыше 10000
SRs 4000
*
SRs 6300
*
ЭРШРД-
12500
*
–
–
Особенность рабочего оборудования
Гравитационные
(центробежные) роторы
Цепные органы
Роторный
(фрезерный) рабочий орган
Ходовое оборудование
Гусеничное/шагающе- рельсовое
Рельсовое/гусеничное
Гусеничное
Силовое оборудование
Электрическое
––––––––––
*
Модель экскаватора не выпускается.
Основное достоинство классификации в том, что по ней можно выйти на кон- кретный типоразмер экскаватора и получить общие данные по каждой модели.
Экскаваторный парк угольных предприятий России в основном представлен машинами производства ОАО «Машиностроительная корпорация «Уралмаш»,
«Ижорский завод» (ныне ОМЗ–группа «Уралмаш-Ижора»), ПАО «Новокраматор- ский машиностроительный завод», ООО «Крастяжмаш», ПАО «Донецкгормаш».
В последнее время широкое распространение получили гидравлические экс- каваторы иностранных производителей: «Hitachi», «Komatsu», «Kobelko» (Япо- ния), «Caterpillar» (США) и др.
Далее приведены характеристики экскаваторов, которые были введены в экс- плуатацию на угольных разрезах России с 2000 г. [4].
Вместимость ковша, м
3
….. < 10 10–20 21–30 31–40 > 40
Мехлопаты ……………….. 8 29 2 7 3
Гидроэкскаваторы ……….. 30 24 10 4 –

«Известия вузов. Горный журнал», № 5, 2013
ISSN 0536-1028 83
Кроме экскаваторов на угольных разрезах используются выемочно-транспор- тирующие машины. Наибольшее распространение получили бульдозеры и фрон- тальные погрузчики.
Фронтальные погрузчики, благодаря своей высокой маневренности и мобиль- ности, начинают завоевывать все большее признание, они становятся заменой одноковшовым экскаваторам на ряде технологических операций.
В табл. 3 представлена классификация выемочно-транспортирующих машин.
В зависимости от мощности двигателя погрузчики и бульдозеры разделены на группы. Для погрузчиков также указан объем ковша, которым они могут быть оборудованы. Каждая модель погрузчика может оснащаться ковшами различной вместимости и назначения, однако мощность двигателя базового шасси остается для каждой модели постоянной.
Таблица 3
Классификация выемочно-транспортирующих машин
7
«Известия вузов. Горный журнал», № 5, 2013
ISSN 0536-1028
Таблица 3
Классификация выемочно
-транспортирующих машин
Мощность двигателя, кВт
Выемочно-транспортирующее оборудование
Вместимость ковша, м
3
Бульдозеры
Погрузчики
50–200
Б-100
Т-15.01 814F
D 6R
D 7R
K-3060
K-3080
ПК-27
ПК-40 930К
1,5–5 200–400
Т-20.01 824H
834H
D 10N
D355B
6N LGP
В-175 972К
988Н
972Н
980К
2,9–12 400–600
Т-40.01
Т-50.01 844H
D 10R
D 10T
T 40 990Н
992К
8–13
Свыше 600
D 11T
854K
993К
994Н
12–36
Основными производителями погрузчиков в России являются: ЗАО «Челя- бинские строительные и дорожные машины» (ЗАО «ЧСДМ»), ОАО «Кировский завод», ОАО «Погрузчик» (г. Орел). На российских угольных разрезах также представлен широкий спектр погрузчиков фирм Японии, США, Великобритании,
Германии и др.
По сравнению с экскаваторами, погрузчики имеют следующие достоинства: меньшие затраты на приобретение и эксплуатационные расходы; более высокую маневренность благодаря меньшим габаритам; высокую скорость передвижения.
Классификация сортировочных машин представлена в табл. 4. В предлагае- мой классификации все сортировочные машины разделяются на грохоты и клас- сификаторы.
Классификаторы в зависимости от действующих сил делятся [5] на:
– центробежные: гидроциклон двухпродуктовый (ГТ); центрифуга фильтрую- щая шнековая (ФВШ);
– гравитационные: спиральные с погруженной или не погруженной спиралью
(КСП, КСН).
Цифра после названия – производительность классификатора, т/ч.
Грохоты наиболее подходят для использования на угольных разрезах, они дают возможность классифицировать рядовой уголь по крупности и получить
Мощность двигателя, кВт
Вместимость ковша, м
3
Выемочно-транспортирующее оборудование
Бульдозеры
Погрузчики

«Известия вузов. Горный журнал», № 5, 2013
ISSN 0536-1028 84
сортовой уголь. В настоящее время в основном используются инерционные и са- мобалансные грохоты производства ЗАО «Механобртехника», ЗАО «Автокомпо- зит», ПАО «Новокраматорский машиностроительный завод».
Инерционные и самобалансные грохоты для материала с насыпной массой из- готавливаются трех видов: легкие – менее 1 т/м
3
(ГИЛ, ГСЛ); средние – менее
1,6 т/м
3
(ГИС, ГСС); тяжелые – менее 2,5 т/м
3
(ГИТ, ГСТ).
Таблица 4
Классификация сортировочных машин
8
«Известия вузов. Горный журнал», № 5, 2013
ISSN 0536-1028
Таблица 4
Классификация сортировочных машин
Производительность, т/ч
Сортировочное оборудование
Грохоты
Классификаторы
Инерционные
Самобалансные
Центробежные
Гравитационные
До 50
ГИЛ-12
ГИЛ-32К-0,15
ГСЛ-12
ГСС-0,8
ГТ-500 1КСН-3 1КСН-7,5 50–150
ГИЛ-33
ГИЛ-42К-0,3
ГИС-31
ГСЛ-31
ГСЛ-32
ГСС-42
ГТ-1000
ФВШ-1,00 С-1 1КСН-12 1КСН-15 150–300
ГИЛ-53
ГИС-52
ГИТ-32М
ГСЛ-42
ГСТ-41
–
1КСН-20 1КСН-24 300–600
ГИС-62
ГИТ-52
ГИТ-32М
ГСТ-61
ГСТ-62
–
1КСН-30 1КСП-24
Свыше 600
ГИТ-71М
ГСТ-72
–
2КСН-24
Легкие применяются для грохочения углей, антрацитов; средние – для грохо- чения нерудных материалов; тяжелые – для грохочения руд перед дробилками среднего и мелкого дробления. Первая цифра после букв указывает ширину гро- хота: 1 – 750 мм, 2 – 1000 мм, 3 – 1250 мм, 4 – 1500 мм, 5 – 1750 мм, 6 – 2000 мм,
7 – 2500 мм, 8 – 3000 мм. Вторая цифра – число сит.
Основной параметр, учитывающийся при выборе сортировочного оборудова- ния, – производительность машины, в зависимости от которой модели грохотов и классификаторов разделены на группы.
Переработку угля можно осуществлять дробильно-сортировочными комплек- сами (ДСК) – стационарными (на бетонном фундаменте) или мобильными.
Мобильные дробильно-сортировочные установки могут эффективно работать при разработке месторождений с небольшими запасами сырья и при частых пере- мещениях, а также на крупных карьерах, благодаря своим небольшим размерам по сравнению со стационарным оборудованием и возможности объединения не- скольких установок в один комплекс. Мобильное шасси можно оборудовать дро- билками и сортировками различных конструкций и конвейерами и менять их в зависимости от изменения характеристик полезного ископаемого.
В отличие от стационарного оборудования, мобильное обладает следующими достоинствами: работа в забое с прямой загрузкой материала экскаватором; полная автономность; обеспечение полной и эффективной отработки месторождения.
Использование комплексов позволяет:
– снизить содержание мелочи в крупных фракциях угля;
– производить дробление и сортировку угля;
– увеличить на треть выход сортового угля;
– производить разделение углей на 1, 2, 3 и более классов;
– снизить зольность отсева;
– осуществлять классификацию и обезвоживание влажных материалов;
– обеспечить лучшую для обогащения и коксования (для коксующихся углей) структуру рассева;

«Известия вузов. Горный журнал», № 5, 2013
ISSN 0536-1028 85
– загружать уголь непосредственно в железнодорожные вагоны.
Применение выемочно-перерабатывающих комплексов обеспечивает:
– возможность поставки различного вида угольной продукции на внутренний и внешний рынки;
– повышение качества и стоимости угля благодаря снижению зольности и по- вышению калорийности;
– снижение затрат при погрузке угля в железнодорожные вагоны, на складиро- вание, перегрузку и транспортировку за счет применения поточных видов транс- порта (конвейерных систем и перегружателей).
Предложенные классификации горных машин для добычи и переработки угля позволяют оценить их основные параметры для научного обоснования горных комплексов по добыче и переработке угля.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Демченко И. И. Развитие углеобогащения и переработки углей, повышение качества товар- ной угольной продукции // Уголь. 1996. № 7. С. 20–23.
2. Демченко И. И. Рациональные конструкции и размещение сортировочного оборудования на угольных разрезах // Горное оборудование и электромеханика. 2006. № 9. С. 7–10.
3. Медиа-группа «Экскаватор Ру». URL: http://maxiexkavator.ru/excapedia/technic/type/
ekskavatori_ karernie_gidravlicheskie/omz_iz-karteks
4. Самолазов А. В., Паладеева Н .И., Донченко Т. В. Перспективы технического перевооружения угольных разрезов современными экскаваторами «ИЗ-КАРТЭКС» // Уголь. 2010. № 4. С. 18–21.
5. Горная энциклопедия. URL: http://www.mining-enc.ru/k/klassifikator/
Поступила в редакцию 17 января 2013 г.
CLASSIFICATION OF MINING AND PROCESSING MACHINERY
Demchenko I. I., Plotnikov I. S. – Institute of Mining, Geology and Geotechnology, Siberian Federal
University, Krasnoyarsk, Russia. E-mail: bigiv89@yandex.ru
Classification of mining machinery for the extraction and processing of coal was suggested. Classifications are presented in tabular form, in the first column of which is the basic classification feature, and also features of working, navigating and power equipment. In the classification models of produced and prospective mining machines, scheduled for release, as well as discontinued products are given. Mining equipment is cyclic excavators and continuous action excavators, transporting machines - loaders and bulldozers, processing equipment - screens and classifiers. The proposed classifications allow a visual assessment of the parameters considered for the study of mining machinery mining facilities for the extraction and processing of coal to produce high-quality coal products.
Key words: classification; cyclic excavators; continuous action excavators; screening equipment; screen; classifier; excavation and transportation equipment; coal.
REFERENCES
1. Demchenko I. I. Ugol - Coal. 1996. no 7. pp. 20–23.
2. Demchenko I. I. Gornoe oborudovanie i elektromekhanika - Mining machinery and electromechanics.
2006. no 9. pp. 7–10.
3. URL: http://maxiexkavator.ru/excapedia/technic/type/ekskavatori_ karernie_gidravlicheskie/omz_iz- karteks
4. Samolazov A. V., Paladeeva N. I., Donchenko T. V. Ugol - Coal. 2010. no 4. pp. 18–21.
5. URL: http://www.mining-enc.ru/k/klassifikator/
–––––––––