О научных аспектах проектирования дробильно-перегрузочных установок

Работниками ИГД УрО Ран на протяжении 3-х лет проводилась работа по конструкции и рациональных параметрах дробильно-перегрузочных установок (ДПУ), результаты позволили оптимизировать металлоемкость приемных бункеров и обеспечить их высокую пропускную способность, а значит сократить затраты. 

О научных аспектах проектирования дробильно-перегрузочных установок

Результатам большой трехлетней работы посвящен цикл статей о конструкции и рациональных параметрах дробильно-перегрузочных установок (ДПУ). Работа включает в себя теоретические исследования, выполненные в рамках государственного задания ИГД УрО РАН, а также прикладные исследования, выполненные по заказу ведущего предприятия тяжелого горного машиностроения ПАО «Уралмашзавод», результаты которых отражены в комплекте разработанных в ИГД УрО РАН «Исходных технологических и конструктивных требований на проектирование высокопроизводительных дробильно-перегрузочных установок». Уралмашзавод по этим данным спроектировал и изготовил ДПУ по запросу Михайловском ГОКа (Россия) и Алмалыкского горно-металлургического комбината (Узбекистан).

В частности, выполненные исследования о целесообразных условиях применения защитных решеток на приемных бункерах обогатительных фабрик и дробильно-перегрузочных установок [Журавлев А.Г. К вопросу о применении защитных решеток на приемных бункерах дробильно-перегрузочных установок // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. – 2024. – №26. – С. 112-121] позволили установить основные закономерности и сделать вывод о рациональной области применения защитных решеток:

- при относительно невысокой пропускной способности бункера (до 1000 т/ч – без оптимизации технологических ее параметров, 1000-4000 т/ч – с оптимизацией);

- в технологических цепочках, не предполагающих дробильные машины, для предотвращения попадания негабаритных кусков в технологический процесс (при этом производительность цепочки как правило не должна превышать 2000 т/ч);

- во всех случаях при применении решетки должны быть предусмотрены мероприятия по оперативной очистке навала на ней (при пропускной способности бункера более 1000 т/ч – механизированные подходящего типа, а при производительности более 2000 т/ч – обязательно манипуляторная установка с бутобоем).

Результат позволяет оптимизировать металлоемкость приемных бункеров (рисунок 1) и обеспечить их высокую пропускную способность, а значит сократить затраты.

Рисунок 1 – Влияние параметров защитной решетки приемного бункера, рассчитанной на разгрузку самосвалов г/п 220 т, на ее металлоемкость

В другой статье [Журавлев А. Г. Особенности моделирования работы дробильно-перегрузочной установки при оптимизации ее конструктивно-технологических параметров / А. Г. Журавлев, Е. Д. Кардашин // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. – 2024. – № 24. – С. 112-121. – DOI 10.26160/2658-3305-2024-24-112-121. (К1)] показано, что применение имитационной модели дробильно-перегрузочной установки (ДПУ) простой одноуровневой структуры, требующей минимальной трудоемкости на ее построение (заполнение исходных данных), может позволить решать задачи определения основных технологических параметров ДПУ в рациональном диапазоне (рисунок 2). Эксперименты с разработанной моделью ДПУ показали, что учет реальных потоков материала и связанных с ними неочевидных закономерностей факторов первого порядка при ее применении позволяет оптимизировать конструктивные параметры ДПУ на существенную величину: вместимость приемного бункера на 10-20%, разгрузочного бункера на 10-35%, производительность дробилки 5-7%.

Рисунок 2 – Окно программы для моделирования работы ДПУ
(разработчик – ИГД УрО РАН)

Конкретные данные о параметрах спроектированной и возводимой на Михайловском ГОКе ДПУ-7200 отражены в статье [Исмагилов Р.И., Журавлев А.Г., Фурин В.О. Проектирование современных российских дробильно-перегрузочных установок для комплексов ЦПТ // Горная промышленность. – 2024. – №3. – С.  104-111. DOI: 10.30686/1609-9192-2024-3-104-111]. Обобщение материалов и результатов НИОКР позволили сформулировать методические основы проектирования рассмотренного типа ДПУ (рисунок 3). По результатам их применения достигнута существенная оптимизация параметров ДПУ относительно исходного технологического задания, в частности: вместимость приемного бункера на 10-20%, разгрузочного бункера на 10-35%, надежность за счет резервирования по мощности и производительности – по отдельным элементам до 80%.

Рисунок 3 – Компоновка разработанной дробильно-перегрузочной установки «ДПУ-7200»

Нужно отметить, что ИГД УрО РАН ведет системные исследования в области циклично-поточной технологии: параметров ее применения в современных и перспективных условиях, методики выбора рациональной структуры дробильно-конвейерных комплексов (ДКК) и технологической схемы транспорта, требований к оборудованию ДКК, области экономичного применения ЦПТ.