Самоходные шахтные машины на колесном ходу компании «Бьюсайрус»

Пол Мулли, дипломированный инженер, директор по развитию компании «Бьюсайрус»

Стив Броунселл, дипломированный инженер, менеджер по оборудованию компании «Бьюсайрус»

Александр Новиков, дипломированный инженер, дипломированный экономист, заместитель директора Представительства компании «Бьюсайрус» в России

В современных условиях, когда горным предприятиям для обеспечения высокого уровня добычи требуется высокопроизводительное и надежное оборудование, недопустимо идти на компромисс в отношении его качества. Низкокачественная, дешевая техника превратится для предприятия в дорогостоящее вложение, когда производственные задания не будут выполняться из-за низкой эксплуатационной готовности оборудования. Компания «Бьюсайрус» производит многофункциональные ПДМ со сменным навесным оборудованием, самоходные угольные вагоны, шахтные тягачи для транспортировки секций крепи.

Самоходные шахтные машины на колесном ходу компании «Бьюсайрус» (Bucyrus) с дизельным или электрическим приводом, имеющие приемлемую цену при высокой степени эксплуатационной готовности, были изначально разработаны для использования в составе проходческих комплексов или как самостоятельное оборудование для решения широкого круга задач в современных угольных шахтах.

Шахтный тягач MH-40

Шахтный тягач MH-40

Выпускаемое компанией оборудование имеет широкий диапазон применения – это и транспортировка угля, доставка материалов и запасных частей, обслуживание очистных комплексов и перевозка оборудования очистных комплексов при их демонтаже и монтаже в новых лавах, вспомогательные работы и т.д. Каждая машина оснащается широким спектром навесного оборудования, присоединяемого при помощи патентованной системы быстрой установки (система RAS). Одна из главных особенностей дизельных машин «Бьюсайрус» на колесном ходу – обеспечение высокой прибыли на инвестированный капитал благодаря их технологической гибкости, надежности и многофункциональности.

Рис. 1 Радиусы поворота тягача MH-40

 Рис. 1 Радиусы поворота тягача MH-40

Самоходные машины «Бьюсайрус» для российского рынка

Оборудование, поставляемое компанией «Бьюсайрус», полностью соответствует российским требованиям безопасности для эксплуатации в подземных угольных шахтах и уже успешно применяется в России на крупнейших горных предприятиях. Вся техническая документация, а также надписи на узлах и агрегатах машин выполнены на русском языке. «Бьюсайрус» предлагает широкую номенклатуру оборудования, обеспечивая его техническое обслуживание на месте эксплуатации и поставку запасных частей со своих складов, расположенных в основных горнодобывающих регионах России.

Сравнительная характеристика электрических и дизельных машин

Дизельные транспортные средства могут эффективно применяться как в горизонтальных, так и в наклонных выработках с неровной почвой. Применение аккумуляторных машин в последнем случае затруднено, так как значительно возрастает потребление электроэнергии, и заряда аккумуляторной батареи может не хватить даже на одну смену. К тому же для дизельных транспортных средств не требуются ни подземные зарядные станции, ни специальная инфраструктура для обслуживания электрических установок. Значительным преимуществом дизельных машин являются более низкие эксплуатационные затраты – поскольку их масса меньше, чем у аккумуляторных машин такой же мощности, снижается давление на грунт и, соответственно, затраты на ремонт и поддержание шахтных дорог, а также на замену шин.

Шахтный тягач FBL-55 / FBL-55 (H)

Шахтный тягач FBL-55 / FBL-55 (H)

По сравнению с электрическими дизельные машины отличаются технологической гибкостью в использовании, так как они работают без кабелей, длина которых ограничивает расстояние откатки. Дизельные машины передвигаются по выработкам с высокой скоростью. При проведении одиночных выработок используются угольные вагоны типа шаттлкар, которые могут быть с электрическим приводом (электропитание подается по электрокабелю или обеспечивается от батареи аккумуляторов) или дизель-электрические.

Типы самоходных шахтных машин «Бьюсайрус»

«Бьюсайрус» производит три основных типа дизельных колесных машин для угольных шахт:

- многофункциональные шахтные погрузочно-доставочные машины (ПДМ) со сменным навесным оборудованием;

- угольные вагоны для транспортировки горной массы и других материалов;

- тягачи для доставки тяжелых грузов, в частности, щитовой крепи и крупных узлов очистных комплексов.

Для обеспечения фронта очистных работ необходимо увеличение скорости проходки подготовительных выработок.

Угольным шахтам требуется высокопроизводительная и надежная проходческая техника для высокоскоростной проходки штреков. Для решения каждой из многочисленных задач, включая проходку горных выработок, транспортировку горной массы, доставку оборудования и материалов компания «Бьюсайрус» предлагает специальные дизельные машины на колесном ходу. Секции крепи шириной до 2 м и весом до 55 т могут быть доставлены при помощи многофункциональных ПДМ, например, FBL-10 и FBL-15, используемых совместно с трейлерами CHT-50, CHT-55 для транспортировки крепи. Установка секций крепи в заданное положение в лаве может быть осуществлена при помощи мощных тягачей MH-40 или FBL-55.

Тягачи MH-40 или FBL-55 можно использовать не только для доставки секций щитовой крепи. Эти многоцелевые тягачи большой грузоподъемности могут также применяться для транспортировки приводов забойных конвейеров и тяжелых компонентов очистных комбайнов. Специальная конструкция прямого вильчатого захвата обеспечивает высокую грузоподъемность, при этом машины занимают минимальную площадь в выработке и имеют сравнительно небольшие радиусы поворота (рис. 1).

Габаритные размеры транспортного средства имеют первостепенное значение в условиях подземных выработок, поэтому тягачи для доставки секций щитовой крепи должны быть компактными, низкопрофильными и занимать минимальную площадь в выработке. Конструкция этих машин выполнена с учетом их назначения, прежде всего, для доставки секций крепи, тяжелых компонентов и деталей очистных комплексов и перемещения других тяжелых грузов в шахте.

Съемная подъемная плита и постоянно закрепленный вильчатый захват позволяют использовать эту мощную машину как для транспортировки крепи, так и как средство для установки секций крепи в лавах при монтаже или демонтаже очистных комплексов. Машину можно использовать не только при установке крепи, но и для выполнения других операций по перевозке тяжелых грузов.

Многофункциональная шахтная ПДМ – выгодное капиталовложение для угольной шахты, поскольку может выполнять самые разные задачи благодаря быстрой системе установки навесного оборудования (RAS). «Бьюсайрус» производит следующие многофункциональные ПДМ: «Компакт» грузоподъемностью 8–10 т, FBL-10 и FBL-15 грузоподъемностью 10 т и 15 т соответственно. Трейлер CHT-50 совместно с многофункциональными ПДМ может быть использован для перемещения секций крепи на большие расстояния.

Рис. 2 Примеры навесного оборудования для многофункциональных ПДМ

Рис. 2 Примеры навесного оборудования для многофункциональных ПДМ

Другие виды навесного оборудования ПДМ предназначены для перевозки цепей забойного конвейера, конвейерных лент и канатов монорельсовой тележки, а поворотный консольный кран – поднимать и устанавливать разные тяжелые узлы и компоненты. Набор ковшей позволяет многофункциональной ПДМ загружать и перевозить уголь, породу или дорожное основание и зачищать выработки. Подъемники, вильчатые захваты и топливные контейнеры позволяют использовать ПДМ как технологическое транспортное средство. Ни одна другая машина для горных работ не может сравниться по технологической гибкости, производительности и многофункциональности с дизельной колесной ПДМ «Бьюсайрус» с набором быстро устанавливаемого навесного оборудования (рис. 2).

Самоходные угольные вагоны

При двух- и многоштрековой схеме подготовки длинных столбов и в шахтах с камерно-столбовой системой разработки (КСО) колесные машины «Бьюсайрус» не имеют себе равных в транспортировке угля. В частности, это касается традиционных шахт с камерно-столбовой системой разработки, в которых используется один комбайн, а также «суперпанелей» КСО, в которых одновременно работают два комбайна непрерывного действия «Континиус Майнер». В этих шахтах для перевозки угля от комбайнов к центральному перегрузочному пункту требуется значительное число колесных углевозов. Именно в таких высокопроизводительных шахтах проявляются преимущества дизельного оборудования «Бьюсайрус», поскольку отсутствуют кабели подачи электроэнергии, что ограничивает число машин с электроприводом, которые могут работать одновременно на одном блоке. Технологическая гибкость благодаря отсутствию кабелей и ограничений по расстоянию откатки на длину кабеля повышает как безопасность персонала шахты, так и производительность. Дополнительное преимущество дизельной техники заключается в том, что колесные машины не нуждаются в пунктах закрепления кабелей, от которых может зависеть частота передвижки ленточного конвейера.

Задачи транспортировки горной массы решает дизельный угольный вагон FBR-15. Он также может перевозить балласт и дорожное основание для подготовки и ремонта штреков. Его грузоподъемность составляет 20 тыс. кг. Гидравлическая система предназначена для быстрой разгрузки угольного вагона в дробилку-питатель или на почву.

Разгрузка материала из кузова осуществляется всего лишь за 23 сек. путем выталкивания груза эжекторной плитой, при этом кузов остается в горизонтальном положении. Точка сочленения моторного отсека и кузова находится посередине машины, что обеспечивает машинисту максимальную возможность поворота на пересечениях выработок. Ширина моста на стороне двигателя и на стороне загрузочного ковша одинаковая, что обеспечивает качение задних колес строго по колее передних.

Успехи «Бьюсайрус» в разработке оборудования показывают, что компания устанавливает высокие стандарты в горной промышленности и сосредоточила усилия на максимальном удовлетворении запросов пользователей оборудования для подземной добычи угля. При этом эксплуатация техники «Бьюсайрус» обусловливает более низкие затраты за срок службы оборудования благодаря надежной конструкции серийно выпускаемых машин с характеристиками, повышающими производительность и обеспечивающими безопасность во взрывоопасных рабочих зонах. Постоянно совершенствуя свою продукцию, «Бьюсайрус» уделяет особое внимание безопасности, производительности и эксплуатационным затратам.

Дизельные колесные машины «Бьюсайрус» для угольных шахт отличаются от других машин на рынке тем, что только они по выбору заказчика могут быть оснащены системой мокрой или сухой очистки выхлопных газов. Двигатель и системы очистки выхлопа были спроектированы специально для подземных дизельных машин «Бьюсайрус». Благодаря сочетанию двигателей с низким уровнем выбросов и систем мокрого и сухого улавливания твердых частиц из выхлопа «Бьюсайрус» может предложить машины такого класса, выбросы, мощность и производительность которых позволят решить проблемы шахтной вентиляции в отношении рассеяния твердых частиц дизельного выхлопа без дополнительных инвестиций. Спроектированные и выпускаемые «Бьюсайрус» сухие и мокрые системы очистки выхлопных газов охлаждают и очищают выхлопной газ до того, как он смешивается с атмосферой шахты. В этой системе используется каталитический нейтрализатор отработавших газов для восстановления выхлопного газа и снижения выбросов.

Многофункциональная ПДМ с трейлером CHT-50

Многофункциональная ПДМ с трейлером CHT-50

После каталитического нейтрализатора в сухой системе очистки выхлопа поток отработанного газа попадает в теплообменник, где он проходит через водоохлаждаемые ребристые трубы. После каталитического нейтрализатора в мокрой системе очистки выхлопа отработавший газ проходит через водяную баню, где температура выхлопного газа снижается, а твердые частицы извлекаются. В обеих системах на выходе из теплообменника и водяной бани газ проходит через сажевые фильтры и пламегасители, а затем смешивается с воздухом из системы охлаждения, прежде чем попадает в шахтную атмосферу. На выходе пламегасителя установлен сажевый фильтр для предотвращения возможности воспламенения шахтной атмосферы при применении сухой системы улавливания частиц. Управление системой выпуска отработавших газов осуществляет электронная система выключения DCS, которая предотвращает работу машины в опасном состоянии, например, при низком уровне воды, или при высокой температуре в системе выхлопа и высоком противодавлении. Манометр в кабине машиниста показывает, когда необходима замена фильтра.

Основные принципы проектирования всех дизельных колесных машин «Бьюсайрус» – унификация узлов и элементов, устанавливаемых на аналогичных шасси. Основные элементы – общие для всей номенклатуры продукции «Бьюсайрус». Например, коробка передач, выхлопная система, двигатель, трубопровод высокого давления, тормоза posi-stop, элементы системы охлаждения, системы выключения и расположение места машиниста одинаковые для многофункциональных ПДМ FBL-10, шахтного тягача MHG40 и угольного вагона FBRG15. Подобным же образом компоненты одного типа используются на ПДМ FBL-15 и тягаче FBL-55.

Системы выпуска отработавших газов и уникальная по конфигурации система охлаждения «Бьюсайрус» с горизонтальными радиаторами используются во всей номенклатуре изделий вместе с системами управления и аварийного выключения. Это позволяет сократить количество деталей и расходных материалов, хранящихся на шахтном складе.

Главная особенность всех дизельных колесных машин «Бьюсайрус» заключается в том, что это действительно реверсивные машины, в которых кабина машиниста расположена вблизи шарнирного сочленения перпендикулярно оси машины таким образом, что даже при минимальном повороте ему обеспечен хороший обзор в двух направлениях и обзор окружающего пространства. В результате улучшается управление машиной, повышается информированность машиниста и безопасность персонала в забое.

Конструкция кабины машиниста и схема размещения аппаратуры управления единые для всей серии дизельных машин «Бьюсайрус». Машинисты, прошедшие обучение на одной модели машин «Бьюсайрус», могут легко научиться управлять другими машинами из данной серии. Рычаги управления расположены удобно – под рукой машиниста, операции подъема и управление лебедкой осуществляются при помощи джойстика. Машины с гидроуправлением оснащены хорошо видимыми круглыми шкалами, манометрами, а машины с электронным управлением – дополнительной группой приборов с жидкокристаллическими индикаторами. Распределительные устройства находятся на доступном расстоянии, и для их использования требуется минимальное перемещение.

В тяжелых условиях работы необходимо обеспечить машинисту комфортные условия в течение всей смены, поэтому используются специальные системы подвесок сидений и система устройств пассивной безопасности для снижения усталости и повышения безопасности.

Дополнительно в дизельной машине с электронным управлением может устанавливаться цифровая панель управления. Выполненные в стиле современного автомобильного дизайна, приборы отличаются высокой функциональностью и практичностью и обеспечивают контроль всей машины, начиная с характеристик двигателя и до характеристик производительности, а также диагностику с применением взрывобезопасного цветного 150 мм ЖКИ высокого разрешения и технологии IQAN.

Система управления дизелем (DCS) компании «Бьюсайрус» проверяет и контролирует температуру двигателя и выхлопных газов, давление, уровни жидкости и газа для гарантии безопасной работы оборудования в соответствии с требованиями в отношении обеспечения безопасности машинистов и оборудования. Контроль осуществляется непрерывно, и в случае выхода параметров системы за установленные пределы двигатель будет автоматически отключен, а данные будут выведены на экран поиска неисправностей для информации специалистов по техобслуживанию.

Предлагаемые компанией «Бьюсайрус» дизельные колесные машины по типам и грузоподъемности представлены в таблице.

Компания «Бьюсайрус» предлагает надежные технологические решения на основе применения своего оборудования для высокоскоростной проходки, очистных работ и камерно-столбовой системы разработки. Это проходческие комбайны «Континиус Майнер», оборудованные анкероустановщиком («Болтер-Майнер»), дробилки-питатели, аккумуляторные, электрические с кабелем и дизельные машины общего назначения и ПДМ, тяжелые подъемники и мощные тягачи для транспортировки секций щитовой крепи грузоподъемностью от 8 до 62 т, поставляемые с готовыми решениями по техобслуживанию на основе всеобъемлющих долгосрочных программ техобслуживания и ремонта.

Сеть дочерних компаний и региональных офисов компании «Бьюсайрус» охватывает все крупные горнодобывающие районы мира. Центральный офис «Бьюсайрус» расположен в Южном Милуоки, Висконсин, США. «Бьюсайрус» имеет Представительство в Москве и сервисный центр с заводом по техническому обслуживанию и ремонту оборудования в г. Новокузнецке.

Журнал "Горная Промышленность" №2 (90) 2010, стр.32