Крокуючі драглайни - Журнал Гірська промисловість
А.В. Груздєв, технічний директор дивізіону «Гірське обладнання» ТОВ «Уралмаш – Інжиніринг» І.М. Сандрыгайло, доцент, к.т.н., Уральський державний гірничий університет
Багаторічний досвід експлуатації великих крокуючих екскаваторів-драглайнів на гірських підприємствах світу свідчить про високу ефективність цих машин.
До найважливіших їх переваг слід віднести можливість здійснення не тільки виїмки, а й доставки порід у ковші безпосередньо у внутрішні відвали за рахунок великої довжини стріли. При цьому завдяки можливості екскавації як нижнім, так і верхнім черпанням забезпечується розробка родовищ з великою потужністю розтину і високими уступами, а низький питомий тиск на грунт при роботі і пересуванні дозволяє здійснювати експлуатацію екскаватора при низькій здатності грунтів.
Ці особливості великих драглайнів, поряд з високою продуктивністю та надійністю, забезпечили значне їх поширення на кар'єрах та розрізах світу. Сьогодні в Україні знаходиться в експлуатації 91 великий драглайн з ковшем місткістю від 15 до 100 м3 і довжиною стріли 90-100 м. Всі ці машини випущені Уралмашзаводом, що входить в даний час в ЗАТ Машинобудівна корпорація "Уралмаш" (МК "Уралмаш").
Тільки на вугледобувних підприємствах України, де драглайни експлуатуються понад п'ятдесят років, ними за безтранспортними схемами переміщується близько 30% від загального обсягу всіх розкривних порід.
За межами України 243 великі драглайни працюють на гірських підприємствах 12 країн світу, переміщуючи щороку 3360 млн. м3 гірничої маси. Найбільші парки таких машин експлуатуються у США, Австралії, ПАР, Канаді та Індії. Тільки в одних США 101 великий драглайн щорічно перевалює 1450 млн. м3гірської маси.
Основними тенденціями у розвитку драглайнів тривалий час було збільшення місткості ковша та довжини стріли. Проте, останніми роками напрям створення все більших драглайнов, мабуть, вичерпало свої можливості, що визначається економічної доцільністю. Подальший розвиток цього виду техніки пов'язаний із удосконаленням її конструкції. Це, насамперед, пояснюється тим, що збільшені витрати на особливо великі екскаватори-драглайни не компенсуються пропорційним зростанням їхньої продуктивності за межами деякого граничного значення потужності машини.
На сьогоднішній день великі крокуючі екскаватори-драглайни випускають лише три виробника у світі. Це МК «Уралмаш», що знаходиться в Україні, і американські фірми Bucyrus і P&H.
Будучи одним з найбільших у світі виробників крокуючих драглайнів, Уралмашзавод з 1949 року випустив і поставив на гірські підприємства більше 250 великих машин з ковшем місткістю від 11 до 100 м3 і довжиною стріли від 65 до 100 м. Ці екскаватори знайшли широке застосування на відкритому повітрі. , залізних та марганцевих руд, бокситів та гірничо-хімічної сировини.
Десятки крокуючих екскаваторів були поставлені до Індії, Монголії, КНДР та країн СНД, де вони зарекомендували себе як високопродуктивні, надійні машини, добре пристосовані для роботи в будь-яких кліматичних та гірничо-геологічних умовах.
Накопичений досвід використання великих крокуючих екскаваторів Уралмашзаводу показав, що при безтранспортних системах розробки їх застосування дозволяє у 2-3 рази знизити витрати на виробництво 1 м3 розкриву та у 3-4 рази зменшити трудомісткість розкривних робіт.
Високі технологічні параметри крокувальних драглайнів, що виробляють МК"Уралмаш", забезпечуються рядом оригінальних конструкторських рішень. До них відносяться:
- тригранна стріла з трубчастих поясів, з'єднаних між собою розпірками з труб та вантами із попередньо натягнутих канатів. Порівняно зі стрілами гратчастої конструкції, що застосовуються іншими екскава-торобудівними фірмами, тригранні вантові стріли Уралмашзаводу мають меншу масу, простіше у виготовленні та монтажі;
- гідравлічний механізм крокування, що має меншу масу в порівнянні з механічним ходом та забезпечує можливість зміни довжини кроку та плавність пересування, що знижує динамічні навантаження на металоконструкції та інші вузли екскаватора при його переміщенні;
- порівняно невисока поворотна платформа, що утворює з надбудовою єдину просторову силову конструкцію і відрізняється меншою масою та значно меншим обсягом зварювальних робіт при монтажі екскаватора.
Драглайни оснащені автоматичною централізованою системою мастила, що забезпечує довговічність механізмів та вузлів екскаватора з мінімальними втратами потужності на тертя та дозволяє економічно витрачати мастильні матеріали. Інформаційно-діагностична система на мікропроцесорній базі дозволяє контролювати витрати електроенергії, завантаження та наявність вентиляційного потоку електричних машин, температуру підшипників та обмоток збудження, налагоджувальні параметри.
На Уралмашзаводі створено один із найбільших у світі драглайнів ЕШ-100.100, який працював на розрізі «Назаровський» з 1977 року. Маса машини -10300 т, місткість ковша - 100 м3, а довжина стріли - 100 м. При його створенні, монтажі та експлуатації вирішено багато складних науково-технічних та виробничих проблем.
1993 року на розрізі «Тулунський» запущено в експлуатацію другийза величиною крокуючий екскаватор, виготовлений Уралмашзаводом - ЕШ65.100 з ковшем місткістю 65 м3 та довжиною стріли 100 м. Вже в перший рік експлуатації його продуктивність склала 10 млн. м3 гірничої маси. Екскаватор оснащений гідравлічним механізмом крокування з повним відривом опорної рами від ґрунту за допомогою чотирьох підйомних циліндрів, що спираються на опори, що ковзають. Екскаватор при масі 5450 т показав хорошу прохідність під час руху слабкими грунтами. У 1999 році на УЗТМ виготовлено та поставлено на розріз «Му-гунський» новий великий крокуючий екскаватор ЕШ-40.100 з ковшем місткістю 40 м3 і довжиною стріли 100 м.
З 2003 року в Монголії на розрізі «Шіве-Овоо» експлуатується новий драглайн ЕШ-25.90. Екскаватор має найсучаснішу цифрову систему управління, інформаційно-діагностичну систему та систему мастила фірми Lincoln (Німеччина).
Регулярним попитом користується екскаватор ЕШ-20.90, який змінив добре зарекомендував себе в роботі на вітчизняних та зарубіжних гірничих підприємствах драглайн ЕШ-15.90А. Висока ефективність застосування цих машин визначила їхнє широке використання при видобутку вугілля та руд. В експлуатації на гірських підприємствах сьогодні знаходиться 61 драглайн ЕШ-20.90.
У зв'язку з потребою українських гірничих підприємств у крокувальних екскаваторах з ковшами місткістю 10-11 м3 та стрілою 70-75 м МК «Уралмаш» розроблено нову модель екскаватора ЕШ-11.75, що має підвищену надійність та прохідність за рахунок більш міцного робочого обладнання, нижчого питомого. тиску на ґрунт при роботі та пересуванні. Екскаватор має тригранну вантову стрілу, електромеханічний хід і швидкість пересування до 200 м/год. Перший такий драглайн вже протягом 6 років успішно працює в ЗАТ «Надєждінське» (ВАТ «Льон-золото»). Друга ЕШ-11.75 експлуатується на розрізі «Степової» компанії «Українське вугілля», а третє – на розрізі «Майкубенське» в Республіці Казахстан.
В останні роки розроблено проекти крокуючих екскаваторів нового покоління. Сформовано низку базових моделей. Враховуючи потребу гірничодобувних галузей, запропоновано також модифікації базових моделей - екскаватори з подовженими стрілами при дещо меншій місткості ковша та екскаватори зі зниженим тиском на ґрунт. Застосування екскаваторів з подовженими стрілами забезпечує зниження витрат на розкривні роботи за рахунок зменшення коефіцієнта переекскавації за умови безтранспортної системи розробки. Модифікація екскаваторів зі зниженим на 20-25% тиском може ефективніше використовуватися на слабких ґрунтах і при відвалоутворенні.
Нові технічні рішення, що застосовуються при створенні крокуючих екскаваторів-драглайнів, забезпечили зниження експлуатаційних витрат та енерговитрат на екскавацію за значного зростання продуктивності та ефективності їх застосування. Всього на сьогоднішній день МК «Уралмаш» пропонує 13 типорозмірів крокуючих екскаваторів та 6 їх варіантів зі зниженим тиском на ґрунт.
За високого технічного рівня, екскаватори-драглайни, вироблені МК «Уралмаш», вигідно відрізняються конкурентною ціною від машин аналогічного класу зарубіжних виробників.