Опыт применения драглайнов для погрузки вскрыши в карьерный транспорт

А.Н.Домбровский, к.т.н., ИПКОН РАН

На Михайловском ГОКе уже в течение ряда лет для погрузки ж.-д. думпкаров и автотранспорта применяются драглайны ЭШ 10.50, переделанные из экскаваторов ЭШ 10.70. В настоящее время используются 8 машин ЭШ 19.50 на погрузке мягкой вскрыши в ж.-д. думпкары и один ЭШ 10.50 на погрузке полускальной вскрыши в автотранспорт. Несмотря на то, что драглайн с укороченной стрелой имеет меньшую ширину заходки, а следовательно, и меньший шаг передвижки ж.-д. путей, работа со стандартной стрелой оказывается вообще невозможной из-за частых туманов в карьере, во время которых оператор не в состоянии наблюдать ковш при его разгрузке.

Экскаватор ЭШ 10.50, изображенный на рис. 1, установлен на самом верхнем горизонте рыхлой вскрыши, где нарезает новую заходку шириной 40-50 м в уступе высотой 12-15 м и загружает вскрышу в думпкары грузоподъемностью 105 т. Коэффициент наполнения ковша 1.2-1.3. В состав входит 12 думпкаров, в каждый из которых грузится по 5 ковшей. Время рабочего цикла драглайна составляет около 48 сек. при углах поворота на разгрузку 60-80°. По словам машиниста экскаватора для более плавной работы машины в операциях поворота, опускания и разгрузки ковша требуется специальная настройка приводов.

Во время простоя в ожидании состава драглайн используется для уборки просыпей специальным приспособлением, выполнения подсыпки и планировки площадки для движения и установки экскаватора в новом положении.

Для очистки ковша от налипшего внутри грунта также используется специальное приспособление. Забой отрабатывается обычным для драглайнов нижним черпанием.

Поворот на разгрузку и собственно разгрузка ковша осуществляются в два приема. Сначала, после заполнения ковша и окончания черпания, начинается собственно поворот машины. При этом ковш удерживается на том же радиусе, на котором закончилась операция его наполнения (рис. 1а).




Рис. 1 Погрузка мягкой вскрыши драглайном ЭШ 10.50 в жел.-дор. думпкары (Михайловский ГОК, КМА, 2004 г.)
а) вывод груженого ковша из забоя;
б) перенос груженого ковша к месту разгрузки;

Затем, по завершении поворота, тяговый канат отпускается и ковш отклоняется в вертикальной плоскости к месту разгрузки в думпкар, и здесь проявляется особенность, зависящая от наполненности ковша. Так как разрабатываемая мягкая порода представлена песками в смеси с суглинком и глиной, в некоторых циклах над зубьями ковша образуется плотный ком породы, который непременно обрушается в начальный момент наклонения ковша при разгрузке. Чтобы не допустить ударного воздействия плотного кома на днище кузова думпкара при разгрузке ковша, машинист предварительно сбрасывает его в забой, для чего чуть наклоняет ковш или резко тормозит тяговый канат, чтобы качнуть ковш, не доведя его до думпкара. После этого отпускает тяговый канат от себя и чуть поднимает ковш (рис. 1б). Движения рассчитаны с учетом инерции покоя грунта так, что ковш опрокидывается, и порода лавинообразно течет в думпкар практически без просыпей (рис. 1в-1д). Высота разгрузки определяется с учетом зазора безопасности 0.5 м между зубьями опрокинутого ковша и стенкой думпкара. Для аккумулирования минимальных просыпей (через борта думпкара) в месте погрузки экскаватором выполняется небольшой приямок вдоль ж.-д. путей глубиной до 1 м и длиной равной длине думпкара. Имеющие место по другую сторону ж.-д. пути просыпи (не из ковша, а с бортов думпкара), убираются драглайном с помощью специального приспособления.

Погрузка драглайном карьерных автосамосвалов имеет свои особенности. Так, по мнению машиниста драглайна, погрузка скальной вскрыши в автотранспорт сложнее, чем в ж.-д. думпкары. При отработке забоя высотой около 30 м по скальным породам откосы формируются с углами не менее 40-42° (грудь забоя) и 32-35° (бортовой откос забоя). Если при работе с ж.-д. транспортом ось стрелы драглайна при разгрузке ковша располагается практически под прямым углом к оси думпкара и состава, то при загрузке породы в автотранспорт, автосамосвал устанавливается соосно со стрелой драглайна (задним бортом перпендикулярно оси стрелы), а средний расчетный угол поворота драглайна равен 120°.

Но основная проблема отработки полускальной вскрыши драглайнами заключается в повышенном износе ковшей. Если на мягкой вскрыше ковш служит до 1 года, то на полускальных породах износ более интенсивен и достигает 1.5 ковша в месяц. При этом протирается днище ковша по бокам ближе к задней стенке.

Драглайн ЭШ 15.90 со стандартным рабочим оборудованием - более мощный, поэтому гораздо лучше, чем ЭШ 10.50 ведет выемку полускальной вскрыши благодаря большему усилию тяги. Здесь на ГОКе ЭШ 15.90 сначала тоже пытались использовать для погрузки в транспорт, но потом отказались. Основная причина - очень большой и тяжелый ковш и, главное, слишком длинная стрела.

Опыт Михайловского ГОКа подтверждает необходимость создания драглайнов погрузочного типа (кранлай-нов) с ковшами 10 м3 и более, позволяющих вести прямую погрузку транспортных сосудов при отработке не только высоких уступов. При этом лучшим решением, по нашему мнению, станет оснащение драглайна специальным ковшом с разгрузкой через заднюю стенку, позволяющим обеспечить более точную и безударную погрузку карьерного транспорта. В настоящее время в России уже запатентованы некоторые конструкции таких ковшей (автор настоящей статьи является соавтором одного из патентов РФ на такую конструкцию).

Журнал "Горная Промышленность" №3 2005