Трошачно-пресевни инсталации

съвременни технически решения

Съвременните трошачно-пресевни инсталации се използват от фирми работещи в сферата на минната промишленост и строителството. С помощта на тези инсталации е възможно ефективно да се произвеждат и обработват различни материали - чакъл, гранит, руда, строителни отпадъци, минна маса. В деншно време усъвършенстването на инсталациите е насочено към развитие на автоматизацията с цел подобряване на качеството на продуктите и увеличаване на производителността.
В статията ще разкажем за мобилните и стационарните трошачно-пресевни инсталации, за съвременните технически решения, за новите конструкции на верижни челюстни трошачки.

Трошачно-пресевните инсталации са предназначени за първична обработка и подготовка на минната маса за промишлена употреба. Тя включва трошачки за големи и средни раздробявания, сита-пресейвачи, транспортьори и друго оборудване. Инсталациите позволяват прилагането на поточна технология и комплексна механизация на открити и подземни минни операции.

Първите опити за механизация на производството на чакъл за пътното строителство са предприети в Германия в края на 19 век. Промишленото използване на трошачно-пресевните инсталации започва в началото на масово изграждане на магистрали в Европа и Северна Америка през 1908-1914 г. В практиката приложение са намерили мобилни и стационарни трошачно-пресевни инсталации. Безспорно е, че с появяването на мобилните трошачни инсталации се отваря нова страница в областта съвременното трошачно-пресевно оборудване. По технически параметри няма разлика между обикновената стационарна и подвижна трошачка. Разликата е само в експлоатационните възможности, т.е. мобилната трошачка може да се използва при всякакви условия. Тук се включват и нейните недеждност, безопасност и възможност за работа с максимално допустима производителност при условия на понижено електропотребление и в присъствие на опасни и вредни технологични фактори. Намаляват се разходите за поддръжка, амортизация и експлоатация, което в крайна сметка влияе положително върху производствените процеси. Това са основните причини за голямото търсене на мобилните инсталации сред потенциалните купувачи.

Мобилни трошачно-пресевни инсталации
Мобилните трошачно-пресевни инсталации се използват в кариери с ниска мощност и малки резерви от полезни изкопаеми с годишно производство до 100 000m3. Te са разположени в непосредствена близост до пътища, летища, хидротехнически съоръжения и други потребители. Мобилните трошачно-пресевни инсталации се класифицират по следните технологични параметри. Според производителността: нa малки - до 10t/h, средни - до 50t/h, големи - повече от 50t/h. Производителността на най-големите в света самоходни трошачно-пресевни инсталации е 2700t/h. По вида на изпълнение: подвижни, сглобяемо-разглобяеми, самоходни. По брой на агрегатите с различни технологични функции - едно-, дву- и многоагрегатни. По тип на задвижване на машините - електрическо, дизелово, комбинирано задвижване - дизелово задвижване на трошачките и генераторно захранване на електродвигателите от останалата част на оборудването. Според предназначението - за обработване на пясъчно-чакълести материали, скални маси. Времето за монтаж на подвижните трошачно-пресевни машини за раздробяване и пресяване, в зависимост от вида на изпълнение, варира от няколко часа до седем дни. Капиталните разходи за тези инсталации, с изключение на сглобяемо-разглобяемите, са по-високи отколкото за стационарните в открито изпълнение. Причината е, че цената на ходовата част е 20-30% от общата цена на цялата инсталация. Компактното разположение на подвижните трошачно-пресевни инсталации усложнява поддържането и извършването на ремонтни дейности. Но подвижността на инсталациите, липсата на специални помещения и фундаменти, както и възможността за значително намаляване на разходите за транспорт на крайния продукт, обуславят широкото им приложение.

Подвижните трошачно-пресевни инсталации са оборудвани с пневматично придвижване и изискват за транспортиране всякакво теглително превозно средство - влекач, трактор. Тези инсталации се използват за производство на големи обеми от материали за кратко време. Минната маса за преработка в инсталациите се доставя с автомобилен транспорт или с автотоварачи. Изкарването на раздробения продукт се осъществява с автомобилни превозни средства или в междинни складове. Произвеждат се инсталации с различни конструктивни и експлоатационни характеристики.

Едноагрегатната инсталация с малка производителност и дизелово задвижване, извършва едностепенно раздробяване в отворен цикъл с помощта на челюстна трошачка и пресяване на чакъл с вибросито с едрина 25-70mm. Предназначена е за пътното строителство и ремонт на автомагистрали с местно значение, а така също и в гражданското строителство. Особеността на тази инсталация е периодичността на работа по време на строителния сезон. Двуагрегатната инсталация със средна производителност за обработка на скални маси се състои от агрегат за раздробяване с челюстни трошачки, aгрегат за фино раздробяване и сортиране с конусна трошачка и вибриросито. Едрината на пресетия чакъл е 5-10 и 10 -25mm.

При необходимост да се получи измит и обезводнен материал инсталациите се оборудват с пръскащи устройства и спирален класификатор. Инсталацията, която е предназначена за промишлено и транспортно строителство, може да се използва в кариери и сезонно във фабрики за стоманобетонни изделия.

Подвижната трошачно-пресевна инсталация с голяма производителност е съставена от няколко агрегата с електрическо задвижване. Всеки от тях изпълнява определена технологична операция - отделен етап, което опростява конструкцията. Намалява се теглото на агрегатите и се дава възможност те да се използват в различни комбинации за обработване на магмени, утаени и пясъчно-чакълести скални маси. В комплекта на инсталацията са включени бункери с пластинчато и улейно захранване, агрегати за едро, средно и дребно раздробяване, агрегат за пресяване, лентови транспортьори, блок за управление. Инсталацията се използва целогодишно за изграждане на магистрали, летища, хидротехнически съоръжения.

Самоходните трошачно-пресевни инсталации се произвеждат с голяма и свръх голяма производителност за първична преработка на суровини директно в кариери. Използването на такива инсталации е ефективно при големи запаси от материали, намиращи се на ограничена площ, когато най-изгоден е конвейерният транспорт на раздробените продукти. Като основно оборудване се използват трошачки и пресевни устройства от различни типове. Основните видове ходово оборудване са релсовото, верижното с електрическо задвижване и крачещото с хидравлични цилиндри. Инсталациите с верижен ход могат да имат както надлъжно разположение на технологичните линии, така и напречно, което е по-удобно за работа с багер и основен конвейер. Инсталациите с крачещ ход в сравнение с инсталациите с верижен ход имат по-висока производителност-с 15-20%.

Сглобяемо-разглобяемите инсталации със средна и голяма производителност се монтират и демонтират без допълнителни капитални работи и се транспортират с помощта на стандартни товароподемни и транспортни средства. Инсталациите рационално се използват за преработката на местни материали в близост до строящи се обекти, с експлоатационен срок най-малко от 3-5 години, т.е. когато не се изисква честото им преместване. Сглобяемо-разглобяемите инсталации съдържат набор от унифицирани агрегати с трошачно-пресевно, промивно-обезводняващо и обезпрашаващо оборудване. Независимото взаимно разположение на отделните агрегати улеснява приспособимостта на цялата технологична линия към терена.

Стационарни трошачно-пресевни инсталации
Стационарни трошачно-пресевни инсталации сe изграждат в кариери и рудници, които осигуряват експлоатация на инсталациите не по-малко от 20-25 години с годишна производителност над 100 000m3. Инсталациите могат да бъдат разположени както на повърхността, така и под земята и да имат един, два или три етапа на раздробяване. Оборудването на инсталациите се поставя в специални помещения или подземни камери и се монтира върху бетонни основи. Едностепенното голямо раздробяване се извършва основно с челюстни трошачки, а за последващите степени на раздробяване се използват конусни, роторни, чукови или валцови трошачки. Пресяването на раздробените продукти се извършва със стационарни скари и вибрационни сита, а претоварването на материала се осъществява от пластинчати, вибриращи, люлеещи или лентови захранвачи. Доставката на изходната суровина до инсталациите се извършва чрез автомобилен или железопътен транспорт, а транспортирането на раздробените продукти с конвейер или тръбопровод.

При откритите рудници на стръмни находища с малки дълбочини - 120-150m, инсталациите се разполагат на кариерната стена, а при пластовите находища с хоризонтално или наклонено положение на пластовете - на значителни дълбочини на дъното или на междинния хоризонт на кариерата. Такова разположение позволява да се намали разстоянието за доставяне с автомобил, като то се извършва хоризонтално с малки отклонения. В САЩ, Канада, Австралия и други най-широко разпространение са получили централизираните трошачно-пресевни инсталации изграждани в долния хоризонт и преработващи материала от горните хоризонти (нива).

Запълващите трошачно-пресевни инсталации са разположени в закрити рудници с достатъчна осигуреност на рудоносна скала, не по-малко от 40% от общата потребност от запълващи материали разположени в повърхностните скални насипи и кариери.

Усъвършенстването на трошачно-пресевните инсталации се осъществява с увеличаване на производителността и надеждността на оборудването чрез използване на по-мощни и високоскоростни вибрационно-челюстни трошачки, конвейерни двигатели-барабани, транспортни ленти подсилени със синтетични влакна, дистанционно управление, аспирационни и обезпрашителни инсталации.

Съвременни технически решения
Съвременните трошачно-пресевни инсталации са напълно автоматизирани. Автоматизацията им започва от дистанционното управление или самостоятелната работа на отделните машини и завършва до комплексно управление на цялото оборудване и пълна автоматизация с възможност за автоматично задаване на задачи и управление на движението на техниката. Целта е да се подобри качеството на произвежданите продукти и увеличаване на производителността. Например процесът на натоварване на трошачките е автоматизиран по следния начин. В една от стените на каменотрошачката е монтирана фотоклетка, а в противоположната - светлинен източник. При пълно натоварване камъкът препокрива светлинния лъч и подаващото устройство се изключва. Осъществява се също така автоматично изключване на трошачката при повреждане на предпазен детайл и контролиране нагряването на лагерите. Когато температурата на маслото се повиши до 50°, сигналът се изпраща към контролния панел и по-нататъшното увеличение води до спиране на трошачката. Автоматично с помощта на центробежно реле се регулира броят на оборотите на трошачката, а чрез поточно реле маслото се подава към смазочната система. Ако захранването с масло е недостатъчно, се активира резервна маслена помпа.

Съвременно техническо решение, практикувано от чуждестранните производители на трошачно-пресевни инсталации, е отбирането на малки и средни фракции от скална маса преди първоначалното раздробяване. Традиционно в трошачно-пресевните инсталации минната маса от кариерата се подава към първоначално раздробяване. Тази схема е най-простата и това е единственото є предимство. По-целесъобразна е схемата, при която преди челюстната трошачка се извършва отбиране на фините, малките и средните фракции с вибрационни захранвачи. Така потокът от скални маси, преминаващи през първичния етап на раздробяване, е значително намален, което позволява те да се използват по-ефективно. След отбирането на дребните фракции скалната маса се подава за второстепенно раздробяване заедно с натрошения материал от челюстната трошачка.

Съвременните технически решения позволяват създаването на трошачно-пресевни машини подходящи за специфичните условия на работа в обектите. Това от своя страна дава възможност да се опростят технологичните схеми. Например за повишаване на ефективността при производството на чакъл е използването на мобилни трошачно-пресевни инсталации. Технологът трябва да обяснява предимствата от използването на мобилни комплекси в кариери. На първо място така се намалява претоварването и транспортирането на полуготови продукти. Монтажът на първичното трошене може да се направи направо на забоя, като се осигури натоварване на скална маса в приемното отделение на трошачката. След това полуготовият продукт може да се подава за вторично раздробяване и пресяване в зависимост от приетата технология. Така се избягва тегленето и претоварването с превозни средства. Трябва да се отбележи, че разходите за транспорт в различните кариери могат да достигнат половината от всички производствени разходи.

Днес в целия свят мобилните инсталации успешно заменят стационарните трошачно-пресевни инсталации. Подвижната трошачна инсталация е машина с верижен ход и монтирана трошачка - челюстна, конусна, роторна. Трошачката, като най-масивния елемент, е инсталирана по-близо до центъра на верижната ходова част в непосредствена близост до двигателя. Преди започване на работа се пускат допълнителни опори. В инсталацията също са включени захранващи устройства, сита за пресяване, блок за управление. Мощен дизел чрез механична трансмисия задвижва трошачката, а конвейерите, захранващите устройства и верижният ход се задвижват хидравлично.

Нови конструкции на верижни челюстни трошачки
Специалисти от минната промишленост смятат, че поради увеличаване на разходите за гориво, затягането на екологичните стандарти и необходимостта от подобряване на ефективността на машините, бъдещето на верижните челюстни трошачки е насочено към задвижване с хибридни или изцяло електрически устройства от външни източници. Така новите типове задвижвания ще заменят по-старите машини с хидравлични и директни задвижвания.

Хибридните задвижвания са една от най-значителните иновации, които са се появили на пазара. Например белгийски производител предлага екологичен хибриден задвижващ механизъм за своите челюстни трошачки. Тази дизел-електрическа система позволява да се приспособи трошачката към нови екологични изисквания, особено по отношение на нивото на шума в жилищните райони на градовете. По време на работа с „електрически ток“- от дизел-генераторна инсталация или електрическа мрежа, дизеловият двигател на трошачката не се пуска, а подаването на електрическа енергия се контролира автоматично, включително и захранването на допълнителното оборудване, като пресевно сито и лентов захранвач. С използването на хибридно задвижване разходът на гориво на машината е значително намален, а разходите за техническа поддръжка при работа от електрическата мрежа са почти нулеви. Освен това хибридното задвижване подобрява производствения процес, като премахва вибрациите от дизеловия двигател. Номиналният експлоатационен срок с хибридно задвижване е с около 40% по-висок от този на дизеловия двигател и т.н. Челюстнa трошачка с тегло 41,4t и производителност 300t/h се предлага с опция сменяем модул на дизелов генератор. Когато трошачката работи от електрическата мрежа, моторното отделение може да бъде демонтирано и монтирано на разстояние извън праховия облак, който виси около трошачката. С тази опция се намаляват разходите за техническа поддръжка и се увеличава експлоатационният срок на дизеловия генератор.

Австрийски мощни и компактни челюстни трошачки, оборудвани с дизеловo-електрическо задвижване и тегло 29,7 и 34,1t, имат редица нововъведения. В конструкцията на трошачките например е инсталирана нова автоматична система за защита на трошачката от претоварване и функция за регулиране на широчината на разтоварващия процеп. С нея се предпазват челюстите на трошачките от повреждане и блокиране от неразрушими предмети. Тя позволява на трошачките да работят без аварийни спирания. При използване на дизел-електрическо задвижване, операторът може да контролира работата на трошачката и да променя посоката на въртене просто чрез натискане на клавиш от табло, без да напуска кабината на багера или товарача. Със задвижване от този вид може да се регулира честотата на въртене на ремъчната предавка и колебанията на ситата. Осигурява се също и енергия за електродвигателите на ходовата част на инсталацията.

Усъвършенстват се и системите за управление на челюстни трошачки с производителност от 100 до 1500 t/h. Използва се „система за непрекъснато подаване“ с иновационни технологии за мониторинг - ултразвукови сензори за наблюдение на степента на запълване на камерата за натрошаване и регулиране подаването материала. Операторът може да контролира цялата хидравлична настройка, използвайки сензорен панел, наподобяващ управление на смартфон. Системата позволява не само да се регулира ширината на разтоварващия процеп, но също така дава пълна картина за състоянието на оборудването, ефективното използване на горивото, ефективността на задвижването и т.н.

Сега мобилните трошачни инсталации са оборудвани с телематични системи. Чрез облачни технологии, се предоставя информация на отдалечен собственик в продължение на 24 часа, на всички основни данни за работата и техническата поддръжка на машината чрез сателитни комуникации, включително и геолокация на местоположението й, ефективността на използване на машината, количествата на производителността, потреблението на енергия и разхода на гориво, изготвянето на статистически отчети за определени периоди от време и т.н. В комплекта на машината са включени също безжично управление на информацията и телематична система, която позволява да се контролира и управлява инсталацията директно от кабината на багер или товарач с помощта на таблет. Всичко това спомага за увеличаване на производителността, рентабилността и икономичността на оборудването,