Драглайны ОМЗ малой единичной мощности

С.Б.Фоминых, Н.В.Дурнев, Объединенные Машиностроительные Заводы


Широкое распространение бестранспортных технологических схем вскрышных работ на разрезах и карьерах средней и малой мощности, необходимость в выполнении специальных технологических задач (отсыпка дамб, отработка обводненных участков и т.п.) вызвали в последние годы повышенный интерес у большой группы Потребителей к драглайнам малой единичной мощности. Традиционные технологические преимущества таких машин, помноженные на их высокую маневренность и хорошую адаптируемость, открывают для них уверенную перспективу на рынке горной техники. Формируя техническую политику в области драглайнов, Объединенные Машиностроительные Заводы одним из основных направлений своей деятельности обозначили расширение размерного ряда машин, в том числе, за счет создания драглайнов на гусеничном ходу.

В 2003 году в ЗАО «Надеждинское», г. Бодайбо, Иркутской области введен в эксплуатацию первый шагающий экскаватор ЭШ 11.75.

Создание нового современного драглайна явилось очередным этапом в развитии экскаваторов данного класса, предшественниками которого были экскаваторы ЭШ 14.65, ЭШ 10.75, ЭШ 14.75, выпущенные Уралмашзаводом в 1949–1959 годах.

Шагающий экскаватор ЭШ 11.75 с ковшом вместимостью 11 м3 , длиной стрелы 75 м и рабочей массой 840 т – продукт современных машиностроительных технологий, многолетнего опыта проектирования, испытаний и эксплуатации экскаваторов фирмы «ОМЗ ГО и Т». Машина предназначена для разработки пород I–IV категории по бестранспортным схемам.

Основные технические решения, применяемые в конструкции экскаватора и определяющие его современный технический уровень:

-    четырехсекционная опорная рама с увеличенной жесткостью нижнего настила обеспечивает высокую прочность, жесткость и износостойкость конструкции;

-    трехсекционная поворотная платформа в совокупности с надстройкой создает пространственную конструкцию повышенной жесткости, что предопределяет более равномерное распределение нагрузки на ролики опорно-поворотного устройства, высокую надежность и длительный ресурс в условиях больших динамических знакопеременных нагрузок;

-    жесткая трехгранная стрела с предварительно сжатым верхним поясом является классической для шагающих экскаваторов «ОМЗ ГО и Т» и обладает высокой надежностью, простотой монтажа и технического обслуживания при эксплуатации;

-    поворот экскаватора осуществляется двумя приводами с планетарными редукторами, применение которых позволило повысить надежность и увеличить ресурс работы привода, снизить затраты на техническое обслуживание;

-    обечайки барабанов подъемной и тяговой лебедок изготовлены из легированной стали с газопламенной закалкой рабочих поверхностей, позволившей обеспечить значительное увеличение срока службы барабанов;

-    электромеханический механизм шагания с кривошипно-рычажным исполнительным механизмом обеспечивает хорошую проходимость с невысоким удельным давлением при передвижении (1.45 кг/см2), высокую скорость передвижения (200 м/ч), надежность и простоту эксплуатации;

-    электропривод главных механизмов выполнен по системе генератор-двигатель с тирристорным возбуждением.

Система управления обеспечивает необходимые экскаваторные характеристики приводов, защиту электродвигателей от перегрузки, превышения максимального момента, потери возбуждения, ограничения динамических нагрузок, а также плавный выбор кинематических зазоров, защиту стрелы и блоков от переподъема ковша, перетяги и опасного приближения ковша к стреле.

Для исключения пиков пусковых токов и вредных падений напряжения в питающей сети экскаватор оснащен системой плавного запуска преобразовательного агрегата.

Высокая концевая нагрузка (максимальная масса ковша с грунтом 33 т), низкие удельные давления на грунт при работе и при шагании, диапазон рабочих температур от –40°С до +40°С позволяют использовать экскаватор практически в любых климатических условиях, как на слабых, так и тяжелых грунтах.

В Бодайбо драглайн производит вскрытие золотоносных пластов, залегающих на глубине 15–30 м, с укладкой породы во внутренний отвал. Вскрышные породы представлены грунтами I–III категории прочности (пески, глины, гравий, в т. ч. со скальными включениями, мерзлый грунт). Взрывные работы на прииске не применяются, поэтому экскавация производится без предварительной подготовки породы. Для разработки мерзлых и скальных грунтов используется предварительное рыхление бульдозером.

Режим работы экскаватора – круглосуточный, продолжительность использования машины в течение года составляет 10 месяцев.

По отзывам экипажей драглайна и специалистов ЗАО «Надеждинское» машина надежна в работе, удобна в эксплуатации и обладает хорошей производительностью. Машина не имеет отечественных аналогов и значительно превосходит зарубежные аналоги, работающие на золотодобывающих предприятиях России. В зависимости от состояния забоя суточная производительность экскаватора составляет 8–12 тыс. м3.

Гусеничный драглайн ЭДГ-3,2.30

Отечественный и зарубежный опыт разработки месторождений строительных материалов показывает, что при определенных горнотехнических условиях повышение эффективности горных работ возможно за счет использования небольших экскаваторов – драглайнов на гусеничном ходу.

Применение этих машин для погрузки в средства колесного транспорта позволяет осуществлять нарезку новых горизонтов с большой скоростью, производить качественную зачистку пластов полезного ископаемого, работать на уступах повышенной высоты и при увеличенной ширине заходок, что существенно сокращает протяженность транспортных коммуникаций. Возможность работы с нижним черпанием обеспечивает отработку горизонтов, отличающихся повышенной обводненностью. Гусеничный ход обеспечивает высокую маневренность и скорость передвижения машины.

Эти преимущества предопределили значительное распространение гусеничных драглайнов на зарубежных карьерах и разрезах, где такие машины используются с ковшами от 3–5 до 10–15 м3.

Машиностроительные заводы СНГ производили до последнего времени либо небольшие гусеничные экскваторы-драглайны с ковшом вместимостью до 1.5–2 м3 (созданные на базе строительных экскаваторов), либо слишком крупные (для большинства карьеров строительных материалов) машины с шагающим ходом, вместимостью ковша 6 м3 и рабочей массой более 300 т.

Отсутствие в типоразмерном ряду отечественных машиностроительных заводов гусеничных драглайнов с ковшом вместимостью 3–5 м3 привело к тому, что на ряде горнодобывающих предприятий в драглайны были переоборудованы карьерные механические лопаты.

С целью удовлетворения потребности горной промышленности в фирме «ОМЗ Горное оборудование и технологии» создана гамма экскаваторов-драглайнов на базе серийной машины ЭКГ-5А. Она включает четыре модификации: ЭДГ-3,2.30, ЭДГ-3,2.30А, ЭДГ-4.25, ЭДГ-4,25А, отличающиеся вместимостью ковша, длиной стрелы и удельным давлением на грунт (см.табл.).

Максимально возможная унификация узлов и деталей с экскаватором ЭКГ-5А, выпущенным в количестве более 5000 штук и хорошо зарекомендовавшим себя на сотнях горных предприятий России и стран ближнего и дальнего зарубежья, позволила обеспечить надежность новых драглайнов, а так же существенно облегчить их обслуживание.

Вместе с тем гусеничные драглайны отличаются конструкцией стрелы, подъемной лебедки, ковша с упряжью и направляющих блоков, а так же системой управления электроприводами. Значительным изменениям подверглись поворотный механизм и тяговая лебедка.

Конструкция всех четырех новых гусеничных драглайнов максимально унифицирована. К их основным конструктивным особенностям относятся:

-    индивидуальный привод основных механизмов от электродвигателей постоянного тока, с новой, транзисторной системой управления с использованием двухкоординатных командоконтроллеров, повышающий производительность машины и облегчающий условия труда машиниста;

-    вентилируемый электропривод хода с неограниченным режимом работы;

-    планетарные редукторы поворота;

-    стрела решетчатой конструкции длиной 30 м, состоящая из трех секций (двух длиной по 12,5 м и одной – 5 м). Это обеспечивает возможность уменьшения длины стрелы путем демонтажа средней секции (при демонтаже средней секции, имеющей длину 5 м, длина стрелы составляет 25 м);

-    качающиеся головной блок и блоки наводки;

-    ковш тройной конусности со сменными зубьями с клиновым креплением. Такая конструкция обеспечивает минимизацию затрат энергии при копании и лучшую заполняемость ковша. Возможны различные варианты исполнения ковша в зависимости от пожеланий заказчиков. Предусмотрены варианты ковшей для скальных пород (с глухой задней стенкой) и для обводненных пород (с задней стенкой в виде набора круглозвенных цепей);

-    отдельно расположенная кабина, обеспечивающая полный обзор забоя, головных блоков и блоков наводки и снижающая уровень вибрации, передаваемой через кузов от поворотной платформы.

Первый гусеничный экскаватор-драглайн ЭДГ-3,2.30А был введен в эксплуатацию на глиняном карьере «Полдневой» Богдановичского АО «Огнеупоры» в мае 1999 года. Он используется как на вскрышных работах, так и на добыче огнеупорных глин.

По результатам опытно-промышленной эксплуатации АО «Огнеупоры» приобрело второй гусеничный драглайн ЭДГ-3,2.30А, который введен в эксплуатацию в мае 2001 г. Третья машина с мая 2001 г. работает в ОАО «Ванадий» Качканарсткий ГОК на разработке шламохранилища с одновременным строительством дамбы. Экскаватор ЭДГ-3,2.30 №4 работает на разрезе «Восточный» Экибастузского бассейна в Казахстане.

Благодаря своим техническим возможностям новые драглайны малой единичной мощности фирмы «ОМЗ

ГО и Т» уже находят широкое применение не только в качестве основного выемочного оборудования на карьерах и разрезах, но и при образовании котлованов, на строительстве дамб, шламохранилищ, плотин и т.п.

Журнал "Горная Промышленность" №5 2004