Морские многочерпаковые драги (рис. 5.3.5) конструктивно отличаются от драг, предназначенных для работы во внутренних водоемах, лишь особенностями маневрового и транспортно-отвального оборудования. В частности, для них характерно отсутствие свай и отвального конвейера (стакера). При работе в открытом море передвижение и маневрирование драги по забою осуществляют, как правило, посредством канатно-якорного устройства, а наличие достаточных отвальных емкостей (поскольку поверхность россыпи расположена значительно ниже уровня воды) обеспечивает возможность самотечного транспортирования по кормовым колодам и свободного размещения хвостов промывки в выработанном пространстве.
Для разработки глубинных морских россыпей многочерпаковые драги не применяют. Наиболее целесообразным является использование одночерпаковых драг.
Драга с черпаками емкостью 80 л модели 80Д производства ОАО «ИЗ-КАРТЕКС» (рис. 5.3.6) смонтирована на стальном плоскодонном понтоне цельносварной конструкции с поперечно-продольной системой набора. Главная ферма (суперструктура) имеет сварную конструкцию с жесткими связями передней и задней мачт. Надстройка металлическая, обшивка панельного типа с синтетическим утеплителем [4, 9].
Маневрирование драги в забое канатно-свайное от системы индивидуальных носовых, кормовых и свайных лебедок. Управление основными операциями электропневматическое. Черпаковая рама при расстоянии между центрами верхнего и нижнего черпаковых барабанов 17 м выполнена сварной в виде балки равного сопротивления. Подъем и опускание рамы осуществляют посредством однотягового подвеса, сблокированного через шестикратные полиспасты с рамоподъемной лебедкой, уставленной на верхнем поясе суперструктуры.
Черпающий аппарат, включая сплошную черпаковую цепь, состоящую из 72 цельнолитых черпаков емкостью 80 л каждый, позволяет вести отработку россыпи подводной мощностью до 6 м с надводным бортом высотой 1 м. Среднечасовая производительность драги при разработке пород средней крепости 100 м3/ч.
Главный привод с закрытыми редукторами передачи выполнен по двухплечевой схеме и обеспечивает регулирование рабочей скорости движения черпаковой цепи в пределах 14...32 черпаков в минуту.
Промывочно-обогатительное оборудование включает в себя трехставную дражную бочку с фрикционно-роликовым приводом на пневмошинах и металлические саморазгру-жающиеся шлюзы с автоматизированным смывом. Укладку хвостов в выработанное пространство осуществляют хвостовыми колодками (эфельная фракция) и отвалообразовате-лем — стакером (галечная фракция). Водоснабжение предусмотрено от центробежных насосов, установленных на нижней палубе левого борта понтона.
Для выполнения такелажных и ремонтных работ драга снабжена достаточным количеством вспомогательных подъемно-транспортных средств, в частности стреловым краном грузоподъемностью 20 кН на передней мачте; мостовым краном грузоподъемностью 20 кН над главным приводом; консольными кранами на задней мачте; вспомогательными лебедками; монорельсами с электрическими и ручными талями; домкратами и другими средствами.
Обслуживание узлов трения основных механизмов технологического потока (главного привода, черпаковой рамы, привода бочки) выполняют с использованием автоматически действующей системы централизованной смазки. В осенне-зимний период эксплуатации положительную температуру в производственных помещениях надстройки поддерживают системами парового и воздушно-электрического отопления.
Энергоснабжение драги осуществляют от береговой централизованной электросистемы или от дизельной электростанции, устанавливаемой непосредственно на драге или на берегу.
Драгу с черпаками емкостью 150 л модели 150Д серийно изготовляют на ОАО «ИЗ-КАРТЕКС». Драга (рис. 5.3.7) смонтирована на стальном плоскодонном понтоне цельносварной конструкции с поперечно-продольной системой набора. Понтон имеет 26 водонепроницаемых отсеков и обеспечивает среднюю осадку драги в рабочем состоянии 1,8 м при высоте борта 2,6 м. Главная ферма, передняя и задняя мачты стальные, сварной конструкции, каркас надстройки металлический, обшивка — панельного типа с теплоизоляцией пенопластом.
Маневрирование драги в разрезе — канатно-свайное от индивидуальных однобарабанных лебедок, управление — централизованное электропневматическое.
Черпаковая цепь сплошная включает в себя 77 черпаков из литой высокомарганцови стой стали 110Г13Л с безнаклепочным соединением козырька. Рабочую скорость движения черпаковой цепи можно изменять (регулировать) в пределах 21...30 черпаков в минуту.
Среднечасовая производительность драг по пескам средней мывкости изменяется в зависимости от содержания в них эфельной фракции в пределах от 150 (70 % эфелей) до 210 (50 % эфелей) м3/ч. Для снижения просыпи песков в черпанный прорез понтона завалочный люк оснащен подвижным приемным лотком.
Привод черпаковой цепи конструктивно выполнен по двухплечевой схеме и осуществляется от двух синхронно работающих электродвигателей через редукторную и открытую зубчатую передачи. При этом в зависимости от состава и крепости пород россыпи драгу оснащают различными системами электропривода, обеспечивающими работу черпающего аппарата, как с постоянной, так и с регулируемой скоростью движения черпаковой цепи. В первом случае предусмотрены асинхронные электродвигатели переменного тока напряжением 380 В, мощностью по 55 кВт при 570 мин-1, во втором используют тиристорные преобразователи и двигатели постоянного тока напряжением 220 В, мощностью по 70 кВт при 600... 1200 мин-1.
Драгу с черпаками емкостью 250 л (рис. 5.3.8) серийно выпускает ОАО «ИЗ-КАРТЕКС» в двух модификациях, которые отличаются схемой обогатительного оборудования, в частности модель 250Д, исполняемая в шлюзоотсадочном варианте, предназначена для извлечения золота преимущественно мелких классов, и модель 250ДШ — в шлюзовом варианте со стационарными с подвижным резиновым покрытием и металлическими саморазгружаю-щимися шлюзами служит для обогащения песков, содержащих относительно крупные зерна золота.
По производственно-техническим возможностям, прочностной характеристике и моторесурсу драга 250ДУ значительно превосходит типовые драги этой мощности и позволяет при прочих равных условиях увеличить сезонную производительность по переработке горной массы на 30...50 %.
Повышения прочности и долговечности узлов черпающего устройства достигают путем применения верхнего и нижнего черпаковых барабанов, черпаковых роликов, черпанных пальцев, полувтулок, соответствующих параметров черпака (шага, размеров салазок), а также отливок черпаковой рамы, аналогичных 380-л драге. Усилены элементы главной фермы, свайных упоров, свай главного привода и других наиболее нагруженных узлов и агрегатов. Вследствие этого конструктивная масса новой драги на 420...450 т больше массы типовой 250-л драги производства ИЗТМ, имеющей такую же глубину черпания. Однако продолжительность службы ее основных узлов и оборудования увеличена в данном случае более чем в 3 раза.
Драга модели 250ДУ предусмотрена к выпуску в двух модификациях: с глубиной черпания 12 и 15 м ниже уровня воды, каждая из которых может быть оснащена шлюзовой либо шлюзоотсадочной схемами обогащения.
Общая эксплуатационно-техническая характеристика драги следующая. Черпаки емкостью 250 л с усиленным корпусом чашеобразной формы, обеспечивающей лучшее их наполнение и опорожнение, выполнены цельнолитыми из высокомарганцовистой стали 110Г13Л с последующей наплавкой режущей кромки твердыми износоустойчивыми сплавами или со съемным козырьком. Конструктивные размеры шага и проушин черпака соответствуют черпаку 380-л драги.
Прочностные свойства конструкции черпающего и маневрового аппаратов обеспечивают возможность разработки россыпи с тя-
желыми породами при наличии пятнистой мерзлоты. Для более эффективной разработки крепких пород черпающим аппаратом предложена установка более совершенной системы электропривода постоянного тока с некоторым увеличением его мощности. Расширена степень механизации грузоподъемных работ внутри и снаружи драги. Грузоподъемность кранов над главным приводом и стрелового на передней мачте приводят в соответствие с массой барабанов. Предусмотрено устройство механизированного удаления крупных валунов за борт драги до поступления их в бочку.
Изготовление металлоконструкций драги осуществляют на заводе в виде жестких объемных блоков массой до 30 т. Поставка укрупненных металлоконструкций и применение сборных панелей сокращают сроки монтажа драги в полевых условиях, а применение для несущих металлоконструкций специальных сталей обеспечивает безаварийную работу драг в районах Крайнего Севера.
Технологическую схему обогащения песков выполняют в двух вариантах: шлюзовом — для песков с крупным золотом и шлюзоотсадочном с предварительным обезвоживанием концентрата перед отсадочными машинами — для мелкого золота. В обеих схемах используют саморазгружающиеся шлюзы с автоматизированным смывом и механизированной доводкой шлихов непосредственно на драге.
Драга 250ДУ оснащается автоматизированными системами, в частности, предусматриваются к установке две группы контрольно-измерительных приборов:
• приборы, контролирующие технологический процесс: электронный индикатор самородков, пробоотборник, указатели глубины черпания, ширины забоя, величины подшаги-вания и скорости черпания;
• приборы, предотвращающие аварийные режимы; устройство, предупреждающее сход черпаковой цепи с нижнего черпакового барабана; устройство для улавливания черпаковой цепи при ее обрыве; указатели положения свай; кренодифферентомеры; устройства для контроля температуры подшипников и поступления смазки.
Электрическую 380-литровую драгу глубокого черпания ОМ-431 серийно выпускает Пермский машиностроительный завод. По уровню технического оснащения, надежности конструктивного исполнения и эксплуатационным данным эта драга — одна из лучших в практике мирового драгостроения.
Драга ОМ-431 смонтирована на стальном понтоне сварной конструкции, который при размере 62x24 м и высоте борта 3,5 м имеет 14 водонепроницаемых отсеков и обеспечивает нормальную устойчивость драги при среднем ее водоизмещении в рабочем состоянии 3480 т. Драга обеспечивает разработку россыпных месторождений с предельной глубиной залегания до 30 м ниже уровня воды при высоте надводного борта < 4 м. Среднечасовая производительность драги 400 м3/ч. Основные и вспомогательные агрегаты оснащены индивидуальными электроприводами с редукторными передачами.
Драга ОМ-417 с черпаками емкостью 400 л и предельной глубиной черпания 17 м ниже уровня воды размещена на стальном (ВСтЗ, ГОСТ 380-2005) плоскодонном понтоне сварной конструкции с поперечно-продольной системой набора при шпации 600 мм. Понтон выполнен из объемно-плоскостных секций и, включая 20 водонепроницаемых отсеков, обеспечивает нормальную плавучесть и устойчивость драги в рабочем состоянии при водоизмещении 2600 т со средней осадкой 2,5 м.
Главная ферма (суперструктура) обычной конструкции жестко связана с передней и шарнирно с задней мачтами. В качестве материала для изготовления элементов суперструктуры применена низколегированная сталь 10Г2С1, имеющая удельную ударную вязкость при температуре — 60° С не менее 30-10-4 Дж/м2.
Надстройка драги запроектирована применительно к условиям эксплуатации в районах Крайнего Севера, причем каркас изготовлен из стали ВСтЗПС для сварных конструкций. В качестве обшивки использованы сборные алюминиевые панели (стеновые 2,8x1,2 м, кровельные 4,8x1,6 м) мембранного типа с утеплителем из пенопласта объемной силой тяжести 80 кг/м3; для окопных проемов предусмотрены панели из светопрозрачного стеклопластика двойного заполнения размером 4,8x1,2x0,13 м.
Черпаковая рама сварной конструкции, имея длину между центрами барабанов 41 м и площадь сечения в центральной части 3,1x2,08 м, выполнена в виде коробчатого бруса равного сопротивления, состоящего из пяти секций. Подвес рамы осуществлен че-
рез сдвоенные 12-кратные полиспасты с трехтяговой нижней подвеской.
Рамоподъемная лебедка со сдвоенным барабаном установлена в носовой части верхнего пояса главной фермы и снабжена индивидуальным редуктором с электроприводом от асинхронного двигателя АК-113-10М мощностью 160 кВт. Канатоемкость каждого барабана при канате диаметром 39 мм с двухслойной навивкой равна 270 пог.м.
Главный привод драги выполнен по двухплечевой схеме с двумя электродвигателями постоянного тока П143-9К мощностью по 200 кВт по системе тиристорный преобразователь-двигатель и включает в себя клиноременную и закрытую редукторную передачи с установкой вала семигранного верхнего черпакового барабана на подшипниках качения. Частотное управление приводом обеспечивает плавное регулирование скорости движения черпаковой цепи в пределах 18...28 черпаков в минуту.
Среднечасовая производительность драги при разработке пород средней крепости и про-мывистости 450 м3/ч. Общая мощность россыпи, срабатываемая черпаком, 19 м. Промывочно-обогатительное оборудование (рис. 5.3.9) драги ОМ-417 содержит шестиставную бочку с трубчатым каркасом длиной 18,7 м и внутренним диаметром 2,7 м, установленную под углом 7°. Фрикционно-роликовый привод оснащен индивидуальным электродвигателем мощностью 125 кВт, который через закрытый редуктор приводит во вращение бочку со скоростью 10 мин-1.
В зависимости от ситовой характеристики золота драга ОМ-417 может быть оснащена различными схемами установки обогатительного оборудования, обеспечивающими наиболее полное извлечение металла из перерабатываемых песков. Основными из этих схем являются:
— шлюзовой вариант с использованием саморазгружающихся шлюзов с подвижным резиновым покрытием или металлических саморазгружающихся шлюзов;
— шлюзоотсадочный вариант с использованием коротких саморазгружающихся шлюзов и отсадочных машин с предварительным обезвоживанием пульпы спиральными классификаторами и элеваторами или другими конструкциями обезвоживателей.
В комплекс доводочного оборудования входят ленточные элеваторы, концентрационные столы, амальгаматор непрерывного действия и другие приборы, позволяющие полнотью механизировать процесс доводки и достичь высоких показателей извлечения золота из концентратов.
Водоснабжение промывочно-обогатительных агрегатов, хозяйственно-бытовых и противопожарных потребителей технологической водой, а также аварийный водоотлив из понтона осуществляют центробежными насосами суммарной производительностью соответственно пришлюзовых или шлюзоотсадочном вариантах обогащения 5702 и 5906 м3/ч.
Промытые породы галечной фракции удаляют в отвал ленточным конвейером специальной конструкции, который оснащен лентой шириной 1200 мм, обеспечивающей при скорости 1,92 м/с среднюю производительность отвалообразователя 535 м3/ч. Расстояние между центрами барабанов конвейера 51 м. Привод главного конвейера — от электродвигателя АК-91-4 (N = 75 кВт, n = 1460 мин-1) через закрытый редуктор с передаточным числом 40.
Снабжение драги электроэнергией предусмотрено от береговой подстанции напряжением 6 кВ через высоковольтную ячейку РВНО-6 и гибкий силовой кабель КРПД-6.