Wirtgen International GmbH Расширение производства фактор, стимулирующий применение новой горной техники

М. Пихлер, президент фирмы Wirtgen International GmbH (Германия)
В.А. Гуськов, руководитель департамента горных работ ОАО «ЕВРОЦЕМЕНТ труп»
Ю.Б. Панкевич, к.т.н., менеджер по продажам ООО «Виртген-Интернациональ-Сервис»
Ю.Н. Иванов, технический директор ОАО «Недра»

Одно из направлений программы технического перевооружения, последовательно реализуемое на карьерах цементных заводов холдинга «ЕВРОЦЕМЕНТ групп» - применение безвзрывной тонкослоевой технологии горных работ с использованием горных комбайнов фирмы Wirtgen International GmbH.
Этому способствует накопленный к настоящему времени положительный опыт работы комбайнов Wirtgen Surface Miner модели 2200 SM на Джегутинском карьере ОАО «Кавказцемент». Здесь с августа 2005 г. по 1 февраля 2008 года с помощью комбайна было добыто около 7.3 млн. т известняка, в том числе в 2005 году - 0.48; в 2006 году - 3.0 и в 2007 году - 3.5 млн. тонн. Фактический коэффициент производительного использования комбайном фонда рабочего времени составил 0.74 при непрерывном режиме горных работ.

В связи с ростом объемов производства и предстоящим расширением производства цемента было решено переоснастить Джегутинский карьер ОАО «Кавказцемент» более мощным комбайном модели 2500 SM, который уже 28 февраля 2008 года был доставлен на предприятие.

На момент доставки нового комбайна горные работы велись на двух горизонтах карьера:

- на площадке размером 150x300 м в пределах действующего карьера на отметках 698-703 м, здесь фронт работ разрезан участком мергелей, имеющим по кровле отметки 703-707 м;

- на площадке размером 250x450 м в пределах участка разноса оформленного борта с отметками 780-790 м.

В течение первых двух рабочих недель марта 2008 г. были выполнены монтажные работы (монтаж поворотного круга, конвейера и противовеса, установка разгрузочного конвейера и соединение запиточных магистралей). После окончания этих работ 13 марта комбайн был направлен в карьер на площадку на гор. 698 м, выделенную для обучения операторов практическим навыкам управления и обслуживания машины (фото 1).

В период с 13 по 18 марта работа комбайна (совмещенная с обучением оператора) велась вдоль борта карьера, ранее оформленного комбайнами 2200 SM. За эти дни было добыто и вывезено на склад свыше 6.6 тыс.т известняка. При этом толщина слоя фрезерования составляла 48-49 см, рабочая скорость комбайна - 5-7 м/мин.

Среднее время загрузки самосвала изменялось от 3.9 мин в первый день хронометражных замеров на этом участке, до 3.45 мин - в последний день замеров. При этом, эксплуатационная производительность составила соответственно 435 и 542 т/ч. Простои комбайна из-за отсутствия порожних самосвалов (в общем времени смены) составили около 22-25%. Некоторое увеличение производительности комбайна объясняется постепенным приобретением операторами навыков работы на комбайне новой модели.

В процессе хронометражных наблюдений регистрировались продолжительность работы комбайна при фрезеровании и погрузке, время на маневры и обмен автосамосвалов под погрузкой. Также регистрировались продолжительность простоев (с разбивкой по причинам), временя на ежесменное обслуживание, заправку дизельным топливом (около 5-10 мин.) и замену изношенных резцов. Отдельно производился учет времени на осмотр узлов комбайна, смазку, чистку конвейера и фрезерного барабана, проверку гидросистемы и рабочего органа.

Результаты хронометражных наблюдений, технологические и эксплуатационные параметры работы комбайна (полученные расчетом по ниже представленной методике) приведены в табл. 1.
Расчетные показатели эксплуатации комбайна включают:

- эксплуатационное время (Тэ = Тф + Тр + То) как сумма времени на фрезерование известняка с погрузкой в автосамосвалы (Тф), времени на разворот в конце рабочего хода для работы в обратном направлении (Тр) (или времени обратного холостого хода) и времени на обмен автосамосвала (То) под погрузкой;

- эксплуатационная производительность - в тоннах за один час эксплуатационного времени работы;

- техническая производительность - в тоннах за один час чистой работы комбайна по фрезерованию с погрузкой известняка в автосамосвалы (Тф).

В период с 19 по 21 марта 2008 г. комбайн 2500 SM был переведен в забой, который ранее отрабатывался слоем 20-25 см комбайном 2200 SM в пределах того же горизонта 698 м. Сделано это было для того, чтобы выровнить весь горизонт под одну отметку, учитывая возможности комбайна
2500 SM отрабатывать забой слоями толщиной до 40-50 см.
В течение трех последующих дней работа комбайна 2500 SM и обучение операторов практическим навыкам его управления проходило в следующих условиях: слой фрезерования - 20-25 см, длина рабочего хода около 120 м, разворот и фрезерование в обратном направлении или движение комбайна холостым ходом с заездом на новый забой. Каждые новые рабочие ходы (заходки) комбайн начинал из врубовых выработок, ранее подготовленных комбайном 2200 SM.
Хронометражные измерения процессов разворота, фрезерования в обратном направлении и времени холостого (обратного) хода комбайна при длине 120 м показали, что его разворот во врубовой выработке выполнялся за 4.5-6 мин, тогда как холостой (обратный) ход занимал 15-16 минут. Поэтому в дальнейшем применялась схема только с разворотом и фрезерованием в обратном направлении (т.е. без холостого прохода комбайна в обратном направлении). За 19-21 марта 2008 г. комбайном 2500 SM было добыто и вывезено автосамосвалами в склад свыше 6.5 тыс. т известняка.

Рабочая скорость комбайна при толщине слоя фрезерования 22-25 см составляла 6-8 м/мин. Среднее время загрузки самосвала на этом участке в разные дни изменялось от 4 до 5 мин, а эксплуатационная производительность комбайна - соответственно от 310 до 340 т/ч. Время простоев в ожидании порожних автосамосвалов, в общем времени смены, составило около 22%.
С целью определения выхода различных фракций известняка, добытого в различных условиях комбайном, были выполнены рассевы отобранных проб. Для этого на рабочей площадке были выделены участки, на которых комбайн 2500 SM через разгрузочный конвейер отсыпал известняк в штабели.

В первом штабеле накапливался известняк, добытый при глубине фрезерования 25 см и рабочей скорости комбайна 3-4 м/мин. Во втором штабеле - при глубине фрезерования 40-42 см и рабочей скорости 3-4 м/мин. В третьем -при глубине фрезерования 25 см и рабочей скорости комбайна 6-7 м/мин.
Пробы известняка для последующего рассева отбирались в поперечных сечениях штабелей на всю его высоту. Сечения штабелей были ориентированы перпендикулярно рабочему ходу комбайна с пересечением всех слоев штабеля от вершины до основания трапеции.

Уложенный в штабель известняк рас-севался на грохоте с ячейками 100x 100 и 50x50 мм с получением трех фракций: >100 мм; -100. ..+50 мм; <50 мм. Каждая фракция взвешивалась, полученные данные заносились в отдельные таблицы, соответствующие толщине фрезеруемого слоя (табл. 2, табл. 3).
Анализ результатов рассева известняка (см. табл. 2 и 3), показывает, что в условиях Джегутинского месторождения выход крупных классов в большой степени зависит от рабочей скорости движения комбайна. Так, например, увеличение скорости на 3 м/мин приводит к снижению выхода класса -50 мм на 10%.
Третий этап хронометражных наблюдений и измерений проходил 22-25 марта на верхнем горизонте +780 м, где ранее была подготовлена площадка размером 250x450 м.

Комбайн 2500 SM был переведен на верхний горизонт, отметка которого за год работы двух комбайнов 2200 SM понизилась на 25 м, и таким образом был образован временный борт с отметками 780-805 м. Добычные работы с прямой отгрузкой известняка в автосамосвалы начались во второй половине дня. Первый и дальнейшие проходы были проведены вдоль откоса нижележащих уступов. За пять с половиной часов были загружены 68 автосамосвалов, в которых вывезено на склад свыше 2.5 тыс. т известняка.

На следующий день в течение 2 часа 20 мин. хронометражных наблюдений были загружены 41 автосамосвал, а всего за день - 129 автосамосвала (фото 3).

Толщина слоя фрезерования составляла 48-49 см, рабочая скорость комбайна - 5-7 м/мин, среднее время загрузки самосвала - 2.87 минут.

Расчетные значения технической и эксплуатационной про-изводительностей составили 714.2 и 582 т/ч, соответственно. Хронометражные наблюдения, выполненные в последующие дни, подтвердили установленные ранее высокие показатели производительности комбайна. Так, среднее время погрузки составило 3.2-3.4 мин, техническая и эксплуатационная производительности - 590-610 и 516-530 т/ч (см. табл. 1).

Результаты рассева на фракции добытого на верхней площадке известняка (фото 4) приведены в табл. 4.
Диаграммы на рис. 1 и 2 иллюстрируют изменение долей составляющих рабочего цикла, а также динамику структуры использования времени смены за два периода: с 19 по 21 марта и с 23 по 25 марта 2008 года.

Анализ проведен отдельно по этим двум периодам, так как технологические условия работы комбайна в них отличались. Результаты анализа показывают, что производительность комбайна 2500 SM при длине фронта работ <150 м почти вдвое меньшая, чем при фронте длиной 450 м из-за значительно большей (на 20%) доли времени на маневры. Сокращение времени просто-
ев комбайна в ожидании автосамосвалов привела к увеличению общего времени на фрезерование известняков и их отгрузку с 66% до 84%.

Увеличение втрое фронта работ со 150 м до 450 м позволило на 22% увеличить ресурс времени на фрезерование, что также способствовало повышению технической и эксплуатационной производительностей комбайна.

Доля производительного использования комбайна в течение смены возросла с 85% (за 19-21 марта 2008 г.) до 92% (за 23-25 марта 2008 г.), что связано со снижением времени на ожидание порожних самосвалов. Доля этого времени за рассматриваемые периоды сократилась с 15% до 8%.

* * *

За период работ с 13 по 25 марта 2008 г. в топливный бак комбайна было залито 10490 л дизельного топлива и наработано со дня первой заправки 100 машино-час. Таким образом, расход топлива составил около 105 л/машино-час.

За полный месяц (с 26 марта по 24 апреля 2008 г.) устойчивой двухсменной работы комбайна 2500 SM было добыто около 200 тыс.т товарного известняка.

Журнал "Горная Промышленность" №2 2008, стр.93