Современное оборудование компании Sandvik для угольных шахт

Оборудование Sandvik Mining and Construction (Sandvik) широко применяется на самых эффективных и современных угольных шахтах во всех угледобывающих странах мира. К числу важнейших приоритетов для предприятий современной угледобывающей промышленности относятся высокая производительность и безопасность выполнения всех видов работ. Для достижения этого требуется высокий уровень автоматизации оборудования и производственных процессов.

Важнейшим вектором современного развития технологий стала безопасность труда операторов машин и обслуживающего персонала шахт в целом. Компания Sandvik предлагает угольным шахтам широкий спектр оборудования для проходки выработок, транспортировки горной массы на поверхность и дальнейшей её переработки. Проходческие комбайны как узкоспециализированные, так и универсальные производства компании Sandvik, в России и европейских странах широко применяются для проходки выработок.

Комбайны типа Bolter Miner с широкозахватным барабанным рабочим органом и с навесными буровыми установками широко применяются в США, Австралии, Китае, Западной Европе как для проходки нарезных и подготовительных выработок при оконтуривании лавы, так и при добыче угля по камерно-столбовой системе.

Комбайны типа Continuous Miner с широкозахватным барабанным рабочим органом также широко применяются при разработке месторождений по камерно-столбовой системе.

Мобильные анкероустановщики Sandvik обеспечивают эффективное крепление кровли выработок, электрические самоходные вагоны – транспортировку угля от забоя комбайна до ленточного конвейера. Кроме этого, в линейку оборудования Sandvik входят системы непрерывной транспортировки горной массы, компоненты для ленточных конвейеров, оборудование для перевалки и складирования угля на складах и на теплоэлектростанциях.

Проходческий комбайн MB670, изготовленный для британской шахты Thoresby Colliery, в сборочном цехе в Цельтвеге (Австрия). Резиновый фартук, как предохранительный щит, полностью закрывает зону резания

Проходческий комбайн MB670, изготовленный для британской
шахты Thoresby Colliery, в сборочном цехе в Цельтвеге (Австрия).
Резиновый фартук, как предохранительный щит, полностью
закрывает зону резания

Скоростная проходка выработок

Для проходки выработок прямоугольного сечения компания Sandvik производит комбайны типа Bolter Miner с навесным буровым оборудованием, предназначенным для установки анкерной крепи. Такие комбайны обеспечивают самые высокие скорости проходки выработок, поскольку процессы разработки забоя и анкерования кровли и стенок выработки могут осуществляться одновременно. Впервые комбайны появились в начале 1990-х годов в Австралии, и вскоре начали распространяться по всему миру. В Великобритании, США и Китае масштабы его применения превзошли даже самые смелые ожидания компании.

Залог успеха широкомасштабного применения комбайнов Sandvik кроется, прежде всего, в том, что они развивают стабильно высокую производительность даже в самых тяжелых горно-технических и горно-геологических условиях, и при этом обеспечиваются самые высокие стандарты безопасности труда шахтёров.

Шахты, где эксплуатируется подобное оборудование, зачастую могут иметь недостаточно развитую инфраструктуру. В связи с чем, бывает не просто при высоких темпах проходки своевременно и в требуемом объёме доставить материалы для крепления выработки. Приняв во внимание это, специалисты Sandvik разработали линейку погрузочно-доставочных машин общего назначения, таких, например, как погрузчики LS170 и LS190, оборудованные системой быстрой смены навесного оборудования QDS, позволяющей использовать одну и ту же машину для решения сразу несколько задач. Компактные габариты таких машин делают возможной их эксплуатацию вблизи с ленточными конвейерами.

Если при проходке выработки по углю неизбежны прирезки вмещающих пород, то и здесь комбайн типа Bolter Miner с навесными буровыми установками компании Sandvik представляется идеальным вариантом. Это стало важным преимуществом, например, на угольных шахтах в Англии, где вмещающие породы представлены крепким песчаником, создающим дополнительные трудности по проходке выработок. В этом отношении очень показательны шахты Maltby Colliery и Thoresby Colliery (Великобритания). Алевролит и песчаник в этих шахтах достигают крепости 80–120 МПа. В таких условиях, проходки по углю с подсечкой крепких вмещающих пород, хорошо «поработала» конструктивная особенность комбайнов типа Bolter Miner компании Sandvik, заключающаяся в телескопичности рамы, обеспечивающей выдвижение рабочего органа при его врубании в забой, в то время, как основная конструкция комбайна остается неподвижной как в процессе врубки, так и в процессе разработки всего забоя.

«Интеллектуальный проходческий комбайн» MR620 — на испытаниях в цехе завода в г. Цельтвег (Австрия)

«Интеллектуальный проходческий комбайн» MR620 —
на испытаниях в цехе завода в г. Цельтвег (Австрия)

Возможность автоматической регистрации всех параметров работы агрегатов комбайна облегчает работу ИТР, эксплуатирующих и обслуживающих его.

В Китае комбайны Bolter Miner также показали себя лучше, чем оборудование других производителей. Здесь были достигнуты впечатляющие скорости проходки – более 1000 м/месяц – и это при установке четырёх анкеров в кровлю и трех – в каждый борт выработки, с шагом 1 м. Все 30 работающих на данный момент в Китае комбайнов Sandvik в среднем показывают темпы проходки около 800 м/месяц.

Скоростная проходка выработок на угольных шахтах в США

Первый комбайн ABM 14 типа Bolter Miner с навесным буровым оборудованием для установки анкерной крепи компании Sandvik был поставлен в США в 1998 году.

Благодаря постоянному сотрудничеству заказчиков и специалистов Sandvik в ходе разработки конструкции комбайна, машина с первого момента работы показала высокие результаты. Средние темпы проходки за смену составили свыше 60 м, а лучший показатель скорости проходки – 118 м/смену.

Проходческий комбайн MB370 с навесными буровыми установками — в одной из угольных шахт Южной Африки

Проходческий комбайн MB370 с навесными буровыми
установками — в одной из угольных шахт Южной Африки

Горно-геологические условия в американских шахтах, по сравнению с Австралией и Европой, – не сложные, поэтому число устанавливаемых анкеров существенно меньшее, соответственно темпы проходки выработок – выше.

Производительность комбайна ABM 14 выдвинула компанию Sandvik в число лидеров, выпускающих подобное оборудование, а опыт разработки и внедрения оказался весьма ценным для инженеров и конструкторов.

Постоянное увеличение нагрузок на очистные забои приводит к повышению требований и к производительности, которую должны обеспечивать проходческие комбайны. Проходческий комбайн Sandvik Bolter Miner обеспечил тот самый скачок производительности, который был необходим.

Темпы проходки выработки можно увеличить, если за комбайном типа Bolter Miner с навесными буровыми установками использовать более совершенные системы транспортирования горной массы, вентиляции и доставки крепёжного материала. В настоящее время проходит доработку новая система компании Sandvik на базе гибкого мешкообразного ленточного перегружателя SICON: пока только на поверхности, но скоро конструкторы и инженеры приступят к его испытаниям в угольных шахтах США.

Проходка выработок на угольных шахтах Европы

В отличие от Австралии, США или Южной Африки, кровле европейских подземных выработок обычно придаётся арочная форма.

Широкозахватный режущий орган барабанного типа, которым оснащаются проходческие комбайны типа Bolter Miner и типа Continuous Miner, не позволяет придавать выработкам арочную форму. Для таких условий компания Sandvik предлагает комбайны селективной выемки, оснащённые режущими головками, благодаря которым можно проходить выработки любой формы сечения.

В шахтах Польши и соседней Чехии наибольшее распространение получили проходческие комбайны MR340 и MR360 (ранее называвшиеся Alpine Miner AM 75). Компактность комбайна и способность производительно работать по крепким породам позволяют достигать высоких темпов проходки выработок даже в самых тяжелых горногеологических условиях. На стреле рабочего органа таких комбайнов укреплён механизм для установки верхняков арочной крепи.,

Проходческий комбайн непрерывного действия MC350 — во время промышленных испытаний

Проходческий комбайн непрерывного действия MC350 —
во время промышленных испытаний

В Германии тяжёлые проходческие комбайны MR620 (ранее называвшиеся AM 105) довольно широко распространены на проходке выработок большого сечения при нарезке лав. При расположении этого мощного комбайна по оси проходимой выработки, можно пробить в недрах выработку шириной 7.2 м и высотой 5.0 м. С этой целью комбайн оснащается платформой, предназначенной для работ по установке анкерной крепи по всему периметру арочного свода. Осознавая потребность в повышении уровня автоматизации оборудования, компания Sandvik и корпорация Ruhrkohle (Германия) объединили свои усилия в рамках исследовательской программы по разработке «интеллектуального проходческого комбайна». Такая машина позволит не только достичь нового уровня в обеспечении безопасных условий труда, но и добиться большей точности в исполнении профиля выработки, а также повысить производительность комбайна и скорость её проходки.

Ключевым компонентом «умной» машины станет автоматическая система обработки кровли и бортов, позволяющая выполнить с высокой точностью различные формы сечения выработок в автоматическом режиме. Так как в процессе проходки горно-геологические условия могут изменяться, то одной из задач, решаемых в данном проекте стала разработка такой системы управления комбайном, которая бы распознавала и надлежащим образом реагировала на эти изменения. Первые результаты оказались более чем обнадёживающими.

Разработка крепкого угля по камерно-столбовой системе в Южной Африке

Проходческие комбайны Sandvik типа Bolter Miner с навесными буровыми установками нашли широкое применение на угольных шахтах в Южной Африке. Горно-геологические и геотехнические условия этого региона характеризуются относительно высокой крепостью угольных пластов (около 50 МПа) и тем, что при проходке очистных камер требуется их немедленное крепление. Ширина сооружаемых очистных камер здесь изменяется от 6.0 до 7.5 м, высота достигает 4.5 м.

В таких условиях производительность комбайна на уровне около 1 млн. т/год встречается не так уж и редко. Так, например, в 2008 году на одной из шахт два комбайна типа MB750 с навесными буровыми установками показали добычу, существенно превысившую 1 млн. т/год.

Если в комбинации с комбайном для транспортировки горной массы используется самоходный вагон, то общая производительность комплекса – несколько ниже, чем при конвейерном транспорте.

Новый комбайн Sandvik Continuous Miner MC350

В конце 2009 года компания Sandvik представила горнодобывающим компаниям мира новый комбайн непрерывного действия типа Continuous Miner, MC350. Рабочий орган комбайна выполнен в виде режущего барабана, вращение которого с малой скоростью и постоянном орошении снижает пылеобразование и обеспечивает высокую производительность разработки забоя.

В конструкции режущего барабана воплощено множество ноу-хау специалистов Sandvik, а применение высококачественных и современных резцов гарантирует оптимальные рабочие характеристики.

При эксплуатационной массе 60 т комбайн MC350 технически способен разрабатывать пласты в диапазоне вынимаемой мощности от 1.17 м до 3.10 м, при ширине резания 3.50 м. Мощность двигателя режущего барабана – 350 кВт. Встроенный пылеотсос и система пылеподавления на основе орошающего водяного тумана сводят уровень запылённости забоя и призабойного пространства к минимуму. Промышленные испытания первого комбайна успешно прошли на угольной шахте вблизи Индианаполиса (США).

Комбайн серии MR 340 — лидер продаж завода Sandvik в г. Цельтвег

История создания проходческого комбайна для селективной разработки пластов серии MR300 уходит в начало 1980Wх годов. Благодаря компактным габаритам и возможности разрабатывать породы высокой крепости, комбайн широко распространён на угольных шахтах всего мира. Аналогичные по техническим параметрам комбайны производятся российскими и украинскими заводами, однако MR340 отличается высочайшим качеством исполнения узлов и агрегатов, что обеспечивает высокую его надёжность и длительный срок эксплуатации при проходке выработок в сложных горно-технических и геологических условиях.

В России первый комбайн серии MR300 (прежнее название АМ75) начал работать в Кузбассе в 1994 г. К настоящему времени в этом регионе России эксплуатируются три проходческих комбайна серии MR340. В основном они используются при проходке выработок в сложных и очень сложных условиях (с большой прирезкой вмещающих пород и максимальными углами наклона выработок). Примечательно, что первый поставленный в 1994 году комбайн (заводской номер 094) до сих пор находится в хорошем рабочем состоянии и эффективно используется на проходческих работах.

Журнал "Горная Промышленность" №2 (96) 2011, стр.36