Влияние технологических факторов на металлоемкость приемного бункера дробильно-перегрузочной установки

Рассмотрено влияние технологических факторов на металлоемкость приемного бункера дробильно-перегрузочной установки (ДПУ) в условиях открытых горных работ. Основное внимание уделено анализу нагрузок, возникающих при эксплуатации бункера, включая статические нагрузки от горной массы и динамические нагрузки от ударов крупнокусковой руды. Рассматривается влияние массы и высоты падения руды, полной массы руды, разгружаемой в бункер, а также различных геометрических параметров на металлоемкость его конструкции. Результаты расчетов показывают, что ударные нагрузки от падающих кусков руды являются определяющими для прочности конструкции при длине балок до 19–20 м, тогда как при бóльших длинах преобладает статическая нагрузка от руды в бункере. Учитывается влияние изменения длины и ширины бункера на динамику нагрузок, включая, включая снижение коэффициента динамичности ударной нагрузки для длинных балок. Представлены зависимости и их анализ применительно к практике проектирования. Расчеты на прочность выполнены по аналитическим методикам, а динамическая нагрузка оценивалась через коэффициент динамичности. Результаты исследования позволяют оптимизировать параметры бункеров для снижения металлоемкости при сохранении необходимой прочности и надежности конструкции, исключая нерациональные варианты и снижая трудоемкость расчетов.

Ключевые слова: приемный бункер, дробильно-перегрузочная установка, металлоемкость, ударная нагрузка, оптимизация конструкции, статическая нагрузка, динамическая нагрузка, коэффициент динамичности, рудная подушка, проектирование, горная промышленность, надежность, конструкционная прочность.

Как процитировать:

Кардашин Е. Д., Журавлёв А. Г. Влияние технологических факторов на металлоемкость приемного бункера дробильно-перегрузочной установки // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 6. – С. 139–152. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_6_0_139.

Благодарности:

Исследования выполнены в рамках государственного задания № 075-00410-25-00. Г.р. № 1022040200004-9-1.5.1. Тема 1 (2025–2027). Методология обоснования перспектив технологического развития комплексного освоения минеральносырьевых ресурсов твердых полезных ископаемых России (FUWE-2025-0001).

Информация об авторах:

Кардашин Егор Дмитриевич¹ — младший научный сотрудник, e-mail: kardashin@igduran.ru, ORCID ID: 0000-0003-1164-0065,
Журавлев Артем Геннадиевич¹ — канд. техн. наук, зав. лабораторией, e-mail: juravlev@igduran.ru, ORCID ID: 0000-0001-7643-3994,
¹ Институт горного дела Уральского отделения РАН.

 

Контактное лицо:

Кардашин Е.Д., e-mail: kardashin@igduran.ru.

Список литературы:

1. Wu Fengbiao, Ma Lifeng, Zhao Guanghui, Wang Zhijian Chamber optimization for comprehensive improvement of cone crusher productivity and product quality // Mathematical Problems in Engineering. 2021, article 5516813. DOI: 10.1155/2021/5516813.

2. Maleki M., Zare S. Investigating the chamber filling effect on the jaw crusher, cone crusher and HPGR performance // Canadian Metallurgical Quarterly. 2024, pp. 1—10. DOI: 10.1080/00084433. 2024.2400727.

3. Annakulov T., Gaibnazarov S., Askarov A., Mamadieva L. Prospects for the use of cyclic-flow technology for the transportation of rocks at the «Yoshlik-1» quarry of JSC Almalyk mining and metallurgical combine // E3S Web of Conferences. 2023, vol. 417, article 06007. DOI: 10.1051/e3sconf/202341706007.

4. Zhang Z., Ren T., Cheng J., Zhu J. An improved capacity model of the cone crushers based on the motion characteristics of particles considering the influence of the spatial compound motion of the mantle // Minerals. 2022, vol. 12, no. 2, article 235. DOI: 10.3390/min12020235.

5. 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.

6. Юдин А. В., Шестаков В. С., Саитов В. И., Абдулкаримов М. К. К определению вместимости бункера в составе перегрузочной системы при комбинированном транспорте // Известия вузов. Горный журнал. — 2020. — № 4. — С. 99—112.

7. Жариков И. Ф. О вместимости приемного бункера карьерной дробильной установки // American Scientific Journal. 2021, vol. 49, pp. 49—51. DOI: 10.31618/asj.2707-9864.2021.1.49.103.

8. Чендырев М. А., Журавлев А. Г. Рационализация геометрических параметров приемных бункеров дробилок ККД при автомобильном транспорте // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 5-1. — С. 158—170. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_51_0_158.

9. Воробьев А. А., Мигров А. А. Анализ и выбор геометрических параметров бункера для изучения процесса выгрузки сыпучих материалов // Известия Петербургского университета путей сообщения. — 2022. — № 1. — С. 97—104. DOI: 10.20295/1815-588X-2022-19-1-97-104.

10. Журавлев А. Г., Кардашин Е. Д. Особенности моделирования работы дробильно-перегрузочной установки при оптимизации ее конструктивно-технологических параметров // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. — 2024. — № 24. — С. 112—121. DOI: 10.26160/2658-3305-2024-24-112-121.

11. Плетнев М. П. Автоматизированное оптимальное проектирование монолитных железобетонных бункеров: Автореф. дис. … канд. техн. наук. — Екатеринбург: УГТУ–УПИ, 2005. — 24 с.

12. Ягофаров Х. Стальные бункеры как пространственные системы: Автореф. дис. … докт. техн. наук. — Екатеринбург: УрГАПС, 1998. — 46 с.

13. Галанцев В. А. Сопротивление материалов. Динамическое действие нагрузки. — Великие Луки: ФГБОУ ВО ВГСА, 2021. — 24 с.

14. Just M., Peschiutta A. M., Hippe F., Useldinger R., Baller J. Determination of the angle of repose of hard metal granules // Powder Technology. 2022, vol. 407, article 117695. DOI: 10.1016/ j.powtec.2022.117695.

15. Бирбаер А. Н., Роледер А. Ю. Экстремальные воздействия на сооружения. — СПб.: Издво Политехнического университета, 2009. — 594 с.

16. Yamashita A. S., Thivierge A., Euzébio T. A. M. A review of modeling and control strategies for cone crushers in the mineral processing and quarrying industries // Minerals Engineering. 2021, vol. 170, article 107036. DOI: 10.1016/j.mineng.2021.107036.

17. Балашов А. М. Тенденции цифровизации производственных процессов в горном деле // Горная промышленность. — 2023. — № 3. — С. 134—137. DOI: 10.30686/1609-9192-2023-3134-137.

18. Чиркин А. А., Кантемиров В. Д. Обоснование методики проектирования передвижных дробильно-перегрузочных установок // Известия вузов. Горный журнал. — 2020. — № 7. — С. 33—40.

19. Груздев А. В., Осадчий А. М., Фурин В. О. Стационарные и полустационарные дробильно-перегрузочные установки Уралмашзавода // Горный журнал. — 2012. — № 11. — С. 70—72.

20. Глебов А. В., Берсенев В. А., Кармаев Г. Д., Семенкин А. В. Новые подходы и решения по применению циклично-поточной технологии на карьерах // Горный журнал. — 2017. — № 6. — С. 49—52.