Рекламодатель: АО «ММЗ» / ИНН 4909001369 / erid:2SDnjehJcpk
реклама 16+
АО «ММЗ» / ИНН 4909001369 / erid:2SDnjehJcpk

Анализ технологических требований и критериев при выборе гидравлического экскаватора для карьерной выемки торфяного сырья

DOI: https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-4S-157-164

Читать на русскоя языке А.В. Михайлов, А.И. Смирнов
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация Горная Промышленность №4S/ 2026 стр. 157-164

Резюме: Перспективной технологией разработки торфяных месторождений, которой возможно осуществлять практически круглогодичную добычу сырья, является карьерный способ. Наиболее распространенным оборудованием для карьерного способа добычи является гусеничный одноковшовый гидравлический экскаватор, оборудованный обратной лопатой. Цель исследования – обосновать технологические требования к карьерной выемке торфяного сырья и критерии выбора гидравлического экскаватора с обоснованием формы ковша. В статье предложена технологическая схема разработки торфяного месторождения с выемкой торфяного сырья путем срезания стружки постоянной толщины с откоса карьера (коэффициент заложения 1:1) со всей глубины залежи и раздельной выемкой крупных древесных включений. На основе анализа горно-геологических особенностей торфяных залежей сформулированы ключевые критерии выбора экскаватора по: допустимому удельному давлению на слабый грунт [q] ≥ 10–18 кПа, возможности выемки торфяного сырья со всей глубины карьера до 4 м и рациональной толщине срезаемой стружки 0,16 м. Для выемки торфяного сырья карьерным способом рекомендован экскаватор 3-й размерной группы (10–18 т) с гусеницами шириной 1,5 м, мощностью двигателя 70–100 кВт и ковшом вместимостью 1,25 м3 шириной 1,4 м. Экспериментально показано, что по сравнению со стандартным ковшом при использовании режущей пластины с прогибом и треховальной режущей кромкой достигается снижение сопротивления резанию торфяной залежи на 35%.

Ключевые слова: торфяное месторождение, слабый грунт, карьерный способ, выемка торфяного сырья, гидравлический экскаватор, ковш, режущая кромка

Для цитирования: Михайлов А.В., Смирнов А.И. Анализ технологических требований и критериев при выборе гидравлического экскаватора для карьерной выемки торфяного сырья. Горная промышленность. 2026;(4S):157–164. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-4S-157-164

Информация о статье

Поступила в редакцию: 14.06.2026

Поступила после рецензирования: 29.07.2026

Принята к публикации: 17.08.2026

Информация об авторах

Михайлов Александр Викторович – доктор технических наук, профессор кафедры машиностроения, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-0516-7737; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Смирнов Андрей Игоревич – аспирант кафедры машиностроения, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0004-5609-9246, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Список литературы

1. Kremcheev E.A., Nagornov D.O. Features of structure of process operations set during peat excavation with staged dehydration. Ecology, Environment and Conservation. 2017;23(2):956–965. Available at: https://envirobiotechjournals.com/issues/article_abstract.php?aid=7867&iid=230&jid=3 (accessed: 25.04.2026).

2. Казаков Ю.А., Козачков Г.С. Технологические требования к процессу измельчения экскавированного органогенного сырья. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2025;(12-3):85–99. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2025_123_0_85

3. Хамидов О.У., Шибанов Д.А. Техническое обслуживание и ремонт карьерных экскаваторов по регламенту с учетом фактических условий и режимов их эксплуатации. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2025;(12-3):152–167. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2025_123_0_152

4. Власов В.П. Технология производства кускового торфа. М.: Недра; 1974. 152 с. Режим доступа: https://www.geokniga.org/bookfiles/geokniga-tehnologiyaproizvodstvakuskovogotorfa.pdf (дата обращения: 25.04.2026).

5. Иванов В.В., Дзюрич Д.О. Обоснование параметров технологической схемы разработки обводненных месторождений строительного песка. Записки Горного института. 2022;253:33–40. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.3

6. Hoosten H., Clarke D. (eds) Wise use of mires and peatlands. Background and principles including a framework for decision making. International Peat Society; International Mire Conservation Group; 2002. 324 p.

7. Moosavi E., Gholamnejad J. Optimal extraction sequence modeling for open pit mining operation considering the dynamic cutoff grade. Journal of Mining Science. 2016;52(5):956–964. https://doi.org/10.1134/S1062739116041465

8. Васильев Д.А., Ракитин И.В., Игнатьев С.А., Большунов А.В., Ожигин А.Ю. Анализ ледяного шлама, полученного при бурении снежно-фирновой толщи на станции Восток. Лёд и снег. 2025;65(2):357–372. Режим доступа: https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/1556 (дата обращения: 25.04.2026).

9. Sato M., Tsunano Y., Sano K., Warisawa S., Aizawa M., Nishimura K., Fukui R. Evaluation of excavation motion sequence for hydraulic excavators based on extraction of excavation style and phase. Journal of Field Robotics. 2022;39(7):1110–1120. https://doi.org/10.1002/rob.22090

10. Meagher C., Dimitrakopoulos R., Vidal V. A new approach to constrained open pit pushback design using dynamic cut-off grades. Journal of Mining Science. 2014;50(4):733–744. https://doi.org/10.1134/S1062739114040140

11. Лавренко С.А., Шорников В.В., Ботян Е.Ю., Пушкарев А.Е., Шмидт И.В. Взвешивание самосвалов как инструмент повышения эффективности эксплуатации погрузочно-доставочной техники. Горная промышленность. 2025;(1S):81–85. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-1S-81-85

12. Manríquez F., González H., Morales N. Short-term open-pit production scheduling optimizing multiple objectives accounting for shovel allocation in stockpiles. Optimization and Engineering. 2023;24(1):681–707. https://doi.org/10.1007/s11081-021-09701-4

13. Kravets S., Suponyev V., Goponov A., Kovalevskyi S., Koval A. Determining efficient operating modes and sizes of blades for multi-scraper trench excavators. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020;4(1):23–28. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.208957

14. Юсов Д.С., Иванова П.В., Иванов С.Л. Оценка параметров резцов для фрезерования торфа. Горная промышленность. 2026;(1):157–163. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-1-157-163

15. Burt C.N., Caccetta L. Equipment selection for surface mining: A review. Interfaces. 2014;44(2):143–162. https://doi.org/10.1287/inte.2013.0732

16. Михайлов А.В., Смирнов А.И., Ал-Аттар М.Т. Анализ технологических требований к карьерной выемке органогенного материала. Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2025;(31):119–124. https://doi.org/10.26160/2658-3305-2025-31-119-124

17. Babyr N.V., Kuziev D.A., Sazankova E.S., Dobler M.O. Influence of cyclic impacts of powered roof support on weakening of immediate roof rocks. Eurasian Mining. 2026;(1):14–19. Available at: https://www.rudmet.ru/journal/2523/article/41017/ (accessed: 17.04.2026).

18. Джураев Р.У., Райханова Г.Е., Губанов С.Г. Совершенствование конструкции режущих элементов ковша карьерных экскаваторов. Горный журнал. 2023;(3):49–55. https://doi.org/10.17580/gzh.2023.03.07

19. Maksarov V.V., Sinyukov M.S. Methods of ensuring the quality of assembly of non-removable joints from dissimilar materials. International Journal of Engineering, Transactions B: Applications. 2026;39(5):1191–1199. https://doi.org/10.5829/ije.2026.39.05b.12

20. Тюремнов С.Н., Ларгин И.Ф., Ефимова С.Ф., Скобеева Е.И. Торфяные месторождения и их разведка. М.: Недра; 1977. 264 с.

21. Drebenstedt C. The responsible mining concept – contributions on the interface between science and practical needs. In: Drebenstedt C., Singhal R. (eds) Mine Planning and Equipment Selection: Proceedings of the 22nd MPES Conference, Dresden, 14–19 October 2013. Cham: Springer; 2014, pp. 3–24. https://doi.org/10.1007/978-3-319-02678-7_1

22. Turdiyev S.A., Djuraev R.U., Zhuraev A.S. Experimental and test study of the effectiveness of the improved design of the excavator bucket jaw plate. Central Asian Research Journal for Interdisciplinary Studies. 2022;2(3):214–222.

23. Khedkar Y., Nagpure H., Dendage P., Shinde P., Naikavade S., Dey T. The evaluation of forces acting on excavator bucket and its capacity. Materials Today: Proceedings. 2022;68(Pt. 6):2591–2596. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.10.013

24. Амарян Л.С. Свойства слабых грунтов и методы их изучения. М.: Недра; 1990. 220 с. Режим доступа: https://www.geokniga.org/books/33899 (дата обращения: 25.04.2026).

25. Пашкевич М.А., Данилов А.С. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Записки Горного института. 2023;260:153–154. Режим доступа: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/16233 (дата обращения: 25.04.2026).

26. Плащинский В.А., Шешукова Е.И., Салимов А.Э., Шибанов Д.А., Иванов С.Л. Численное моделирование процесса копания ковшом экскаватора методом дискретных элементов. Горная промышленность. 2025;(4):144–150. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-4-144-150

27. Лазарев А.В., Корчунов С.С. (ред.) Справочник по торфу. М.: Недра; 1982. 760 с.

28. Клементьева И.Н., Кузиев Д.А. Установление максимальной жесткости упругодемпфирующего устройства в механизме тяги драглайна. Горный журнал. 2021;(5):79–83. https://doi.org/10.17580/gzh.2021.05.09

29. Raykhanova G.Y., Djuraev R.U., Turdiyev S.A. Development of a new design of cutting elements for quarry excavator buckets and results of its experimental research. The American Journal of Engineering and Technology. 2022;4(4):68–78. Available at: https://theamericanjournals.com/index.php/tajet/article/view/3629 (accessed: 27.04.2026).

30. Габов В.В., Задков Д.А., Прялухин А.Ф., Садовский М.В., Молчанов В.В. Совершенствование конструкции шнекового исполнительного органа очистного комбайна. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(11-1):51–71. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_111_0_51

31. Фомин К.В. Расчет взаимных спектральных плотностей моментов сопротивления на рабочих органах торфяного фрезерующего агрегата. Записки Горного института. 2021;251:745–756. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.5.14

32. Федоров Д.И. Рабочие органы землеройных машин. М.: Машиностроение; 1977. 288 с.

33. Резник Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов. М.: Машиностроение; 1975. 311 с.

34. Gabov V.V., Zadkov D.A. Peculiarities of stress field formation during cutting isotropic material by mining machine cutters. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2017;87(2):022007. https://doi.org/10.1088/1755-1315/87/2/022007

35. Казаков Ю.А., Михайлов А.В., Смирнов А.И. Ковш экскаватора для выемки слабого грунта. Патент на полезную модель RU234222U1 Российская Федерация. Опубл. 22.05.2025. Режим доступа: https://viewer.rusneb.ru/ru/000224_000128_0000234222_20250522_U1_RU (дата обращения: 25.04.2026).