Эксказавры ХХ века II. Шагающие гиганты (Драглайн)

Эксказавры ХХ века II. Шагающие гиганты (Драглайн)

17 сентября 2007
Продолжение статьи Владимира Перелыгина «Эксказавры XX века». Эксклюзивно для ЭКСКАВАТОР.РУ

Перелыгин В.В.
к.т.н., горный инженер

Эксказавры ХХ века II
Шагающие гиганты

Драглайн, наряду с механическими лопатами, является основным экскавационным оборудованием на открытых горных работах. В предыдущей статье «Эксказавры ХХ века» были рассмотрены гигантские вскрышные механические лопаты типа ЭВГ, которые применялись на угольных разрезах во второй половине прошлого века. Ну а чем же в период техногенной революции отличились драглайны?

Схема экскаватора драглайна, с подвеской ковша на тяговом и подъемном канатах, была предложена еще великим Леонардо да Винчи. Рабочее оборудование современных драглайнов повторяют эту схему. Подвеска ковша с использованием классической упряжи, как показало время, является наиболее удачной для осуществления перевалки породы, различного рода усовершенствования практически не затронули ее. Система подвески позволяет создавать экскаваторы с большими линейными параметрами, дающими возможность получения значительных рабочих радиусов черпания и разгрузки, что так необходимо при проведении горных работ по бестранспортной схеме. Явные конструктивные преимущества механической лопаты, такие как напор, жесткая траектория движения ковша, следствием чего является более высокая производительность, в значительной степени перекрываются преимуществами драглайна – увеличенные рабочие радиусы, возможность работы нижним и верхним черпанием. Приспособленность к верхнему и нижнему черпанию позволяет располагать экскаватор на промежуточном подуступе и вести одновременную отработку значительного по мощности слоя пород, расширяя тем самым технологические возможности использования машины.

Как уже отмечалось в предыдущей статье, создание высокорентабельных технологических систем разработки пластовых месторождений потребовало внедрения бестранспортных схем с использованием высокопроизводительных вскрышных экскаваторов. И поначалу у технологов в большей степени фаворитами явились разнообразные вскрышные лопаты, параметры которых удовлетворяли горно-геологическим условиям того времени. Но ресурс конструкции механической лопаты был выработан довольно быстро, и эстафета была передана драглайнам.
Первый легендарный гигант-драглайн был построен, как и следовало ожидать, американцами. Знакомьтесь – непревзойденный Big Muskie (Bucyrus-Erie 4250W) (см. фото).

Big Muskie (Bucyrus-Erie 4250W)

В середине 60-х годов компании Central Ohio Coal's в графстве Muskingum штат Огайо потребовалось нарастить объемы добычи угля для удовлетворения возрастающей потребности в энергетике штата. Нужна была некая большая машина, способная вскрыть запасы угля лежащего на глубине более 50 м и сократить при этом эксплуатационные потери. Никакая гигантская вскрышная лопата, а их уже было построено несколько, не могла справиться с такими объемами. Инженеры Bucyrus-Erie в течение 2-х лет (!) спроектировали драглайн согласно заявленным требованиям Central Ohio Coal's. Монтаж экскаватора был начат в 1967 г., и уже 22 мая 1969 г. (затратив более 200000 чел.-часов) Big Muskie был введен в работу.

Весь мир обошли фото с летящего самолета с волнующими видами, на которых огромная стрела соперничает с небольшим небесным облаком. В ковш свободно входил самый тяжелый бульдозер, или 12 легковушек, получался настоящий гараж. Звено тяговой цепи по размеру совпадало с небольшим автомобилем. Обыватель в очередной раз в восторге хлопал в ладоши.
Рекорд исполина до сих пор не побит. Машины такого класса являются уникальными и создаются под конкретное месторождение и на конкретный период его отработки. Отчасти эта уникальность явилась одной из причин чрезмерной дороговизны эксплуатации экскаватора. Но все же применение драглайна привело к вполне удовлетворительной рентабельности добычи угля при значительном текущем коэффициенте вскрыши, порядка 8 куб.м/т. В 1999 г., после отработки всех запланированных объемов на отведенном участке был начат демонтаж машины, которая должна была быть убрана с восстановленных земель. Для укладки стрелы на грунт использовались взрывы, которые разрушили канатную подвеску стрелы (диаметр канатов 127 мм) к величайшему сожалению многочисленных представителей общественного движения за сохранение Big Muskie. За время своей работы драглайн переместил более 460 млн. куб. метров породы.

Сегодня туристам можно увидеть ковш драглайна – памятный мемориал, и нацарапать на нем автограф.

Параметры 4250-W [Big Muskie]

Масса, т
Объем ковша, куб. м
Высота до головных блоков, м
Длина стрелы, м
Длина машины полная, м
Ширина машины, м
Вес ковша, т
Средняя фактическая наработка за месяц, млн. куб. м

13500
168
70
94,5
149
46
230
2,29

Конструктивная схема 4250-W типична для мощных шагающих экскаваторов фирм Bucyrus и Marion. Стрела выполнена фермовой, с подвеской через наклонную мачту. В США драглайн изначально строился  с фермовыми стрелами, и многолетняя эксплуатация оправдывает этот выбор. Гидравлическая система шагания включает в себя четыре подъемных гидроцилиндра и поперечные цилиндры движения с ходом в 4,2 м, опорные башмаки длиной по 20 м. Привод многодвигательный по системе Г-Д.
В СССР на выпад капиталистических империалистов сразу ответить не смогли, объясняя тем, что нам гиганты не нужны. Не те горно-геологические условия. Только в 1977 г. в марте был введен в работу ЭШ-100.100 на разрезе Назаровский в Красноярском крае (достигнутая добыча в 1982 г. – 15,1 млн. т угля).

На тот период ЭШ-100.100 был самым большим одноковшовым экскаватором в Евразии, одним из крупнейших в мире. В конструкции экскаватора применены такие эффективные решения: цельносварная опорная рама и поворотная платформа; унифицированные конструкции тяговой и подъемной лебедок с цельным барабаном; механизм поворота с приводом от восьми безредукторных установок с двигателями мощностью по 1000 кВт, опорно-поворотное устройство с кованными рельсовыми кругами диам. 21,5 м, шестицилиндровый механизм шагания с четырьмя опорными башмаками и др.

К сожалению, в начале девяностых к уникальной машине уже был потерян интерес, а возможность нажиться на металлоломе отмела все доводы в пользу сохранения экскаватора. Все, что можно сегодня увидеть – остатки машинного отделения на поросшей бурьяном площадке (см. фото). И в первую очередь были порезаны ковши гиганта, так что туристам ничего не осталось. Становится интересно, сколько времени продержались бы в России Великие Пирамиды?
Больше повезло ЭШ-65.100 №1, который с 1994 г. трудится на Тулунском угольном разрезе в Иркутской области. Стрела экскаватора ЭШ 65.100 трехгранной трубчатой конструкции из высокопрочной стали с верхним поясом, сжатыми вaнтовыми канатами аналогична конструкции ЭШ-100.100, четырехопорный гидравлический механизм шагания с четырьмя подъемными и двумя тяговыми цилиндрами, безредукторный привод механизма поворота с шестью тихоходными двигателями по 600 кВт, опорно-поворотное устройство с коническими роликами и коваными рельсами.

УЗТМ предлагает модификацию базовой модели ЭШ-65.100 – экскаватор ЭШ-40.130 с удлиненной стрелой. Разработана конструкция экскаватора ЭШ-100.125 (рабочая масса ≈ 10000 т). Воплотится ли все это в металле? Это вопрос отдельный.
Первые советские мощные драглайны (массой от 600 т и более) напоминали настоящие парусники, их вантовые стрелы были похожи на наклоненные мачты фрегатов и могли даже вдохновить художника-мориниста. Время было романтичное, комсомол ехал покорять тайгу, все соответствовало тогдашнему всеобщему настрою. Но постепенно в процессе строительства новых мощных экскаваторов произошел переход от вантовых стрел с одним трубчатым поясом к трубчатым трехгранным и решетчатым конструкциям, которые показали себя более надежными в эксплуатации. Гиганты ЭШ-100.100 и ЭШ-65.100, и их меньшие собратья ЭШ-40.85, ЭШ-40.100 были оснащены уже трубчатыми трехгранными стрелами, но эстетика все же сохранилась.

Характеристики сверхмощных ЭШ производства УЗТМ

ПАРАМЕТРЫ

ЭШ-100.100

ЭШ-65.100

Рабочая масса, т
Объем ковша, куб. м
Длина стрелы, м
Высота кузова, м
Ширина хода, м
Высота выгрузки макс., м
Глубина черпания, м
Радиус выгрузки, м
Мощность сетевых двигателей, кВт

10300
100
100
24,8
40,25
43
47
97
4×3600

5460
65
100


38,5
46
97
4×2250

Сегодня ведущие компании Bucyrus International Inc. с входящими в ее состав Marion и Ransomes-Rapier, а так же P&H и УЗТМ предлагают целую линейку сверхмощных драглайнов. Отдельные современные конструкции предполагают возможность оснащения экскаваторов стрелами длиной до 130 м и более.
Ниже представлены некоторые современные модели Bucyrus International Inc., которые нашли применение на горных работах в Северной и Южной Америке, Австралии и Индии.

Сверхмощные драглайны компании Bucyrus International Inc.


Параметры

2578WS

8750

8200

8050

Объем ковша, куб. м

83÷138

84÷126

51÷88

43÷71

Рабочая масса макс, т

7271

6580

4492

3629

 
По всему миру с каждым годом наблюдается увеличение сложности условий ведения горных работ. Выражение типа «отработка по выходам» встречается уже редко. Наиболее лакомые куски выработаны, увеличиваются объемы вскрыши, горные работы уходят на глубину. Все это диктует необходимость создания, наряду с принципиально новыми видами горного оборудования, еще более мощных драглайнов с увеличенными рабочими радиусами. Сегодня созданию таких драглайнов способствует внедрение новых конструкционных материалов с повышенными прочностными характеристиками, использование высоколегированных сталей и композитных материалов.
Вероятнее всего уже в ближайшем будущем мы станем свидетелями рождения очередных шагающих колоссов, которые побьют полувековой рекорд Big Muskie.


Подпишитесь, чтобы продолжить чтение
Отборные материалы от Экскаватор Ру, никакого спама
Подписаться
Самые важные материалы в Telegram, помогаем принимать правильные управленческие решения
Самые важные материалы в Telegram, помогаем принимать правильные управленческие решения
Подписаться на канал
Оцените, пожалуйста, статью,
нам очень важно ваше мнение:
2
2
2
1
Лучшие материалы Экскаватор Ру у вас на почте! Никакого спама
Подписаться