Опытно-промышленная эксплуатация многозвенных автопоездов SCANIA в Удачнинском ГОКе

И.В. Зырянов, зам. директора по науке Института «Якутнипроалмаз»

В.А. Павлов, начальник транспортного управления АК «АЛРОСА» (ОАО)

А.П. Кондратюк, гл. специалист Института «Якутнипроалмаз»

А.В. Моряков, зам. гл. инженера, начальник транспортного отдела Удачнинского ГОКа

Р.К. Альмяшев, руководитель направления специальной техники ООО «Север-Скан»

В настоящее время в АК «АЛРОСА» для увеличения минерально-сырьевой базы, прорабатывается вопрос о разработке удаленных беднотоварных месторождений. При этом строительство обогатительных фабрик (ОФ) около карьеров, из-за короткого времени их отработки и относительно небольших запасов полезного ископаемого, считается не целесообразным.Табл. 1 Основные характеристики беднотоварных кимберлитовых месторождений

На первоначальном этапе Институт «Якутнипроалмаз», совместно с ИГД УрО РАН, выполнил НИР по определению наиболее перспективных видов транспорта, для доставки руды к ближайшим существующим производственным базам (при частичном обогащении породы на борту карьера до состояния концентрата, приоритет для многих транспортных систем может быть изменен!). По видам промышленного транспорта рассматривались: грузовые подвесные канатные дороги, конвейеры, автосамосвалы и автопоезда, карьерные автосамосвалы, троллейвозы и дизель-троллейвозы, железнодорожный транспорт. Результатом стали укрупненные техническоэкономические параметры основных видов транспортных систем, с данными по себестоимости эксплуатации в условиях функционирования Компании на территории Республики Саха (Якутия).Фото 1 Автосамосвал SCANIA P 620CB8Ѕ4 EHZ с прицепом АК-48

Фото 1 Автосамосвал SCANIA P 620CB8Ѕ4 EHZ с прицепом АК-48

Специалистами АК «АЛРОСА» с учетом существующих условий отработки трубки «Зарница» (расстояние доставки 22 км, при годовом объеме руды 5 млн т) расчетным путем определены конкурентоспособные по себестоимости транспортирования руды два вида транспорта – грузовая подвесная канатная дорога (ГПКД) и магистральные автопоезда.

Для уточнения полученных результатов, было принято решение о проведении опытно-промышленного эксперимента по эксплуатации двух автопоездов в условиях Удачнинского ГОКа, с целью корректного и полноценного выполнения поставленной задачи разработана методика. В апреле 2014 г. поступила первая опытная партия машин. В соответствии с рекомендациями Института «Якутнипроалмаз» приобретены автосамосвалы SCANIA P 620CB8}4 EHZ с прицепами АК-48 (фото 1). Целью испытаний стало: формирование первичной базы технико-экономических показателей, с возможностью оценки их эффективности для дальнейшего сравнения с другими альтернативными транспортными системами при отработке удаленных месторождений.

Задачами проведения эксперимента стали:

Определение исходных данных технической эксплуатации автопоездов, включающих:

- удельный расход топлива при различных комбинациях подвижного состава (тягач, тягач и один прицеп, тягач и два прицепа);

- коэффициент использования автопоездов при транспортировке руды;

- коэффициент технической готовности транспорта;

- коэффициент использования грузоподъемности автосамосвалов и прицепов;

- определение времени поэлементно-транспортного цикла автопоездов.Фото 2 Разгрузка кимберлитовой руды на ровной площадке

Фото 2 Разгрузка кимберлитовой руды на ровной площадке

На начальной стадии эксперимента, при выполнении первых рейсов из-за свойств руды и особенностей боковой разгрузки транспортного средства, происходило засыпание перевозимой массой колес автомобиля и прицепа (фото 2), что могло привести к порезам автошин и затруднению дальнейшего движения машины.

Для разгрузки автосамосвала и прицепа, исходя из рекомендаций ООО «Мойсбургер Новтрак», с учетом опыта работы зарубежных транспортно-логистических компаний, изготовили эстакаду на рудном складе фабрики №12 (фото 3).Фото 3 Процесс разгрузки автопоезда на эстакаде

Фото 3 Процесс разгрузки автопоезда на эстакаде

Такое решение способствовало сохранности автошин, и возможности свободного дальнейшего движения автопоезда. Специалисты службы автобазы технологического транспорта выполнен технический анализ транспортных средств, с целью соответствия требованиям эксплуатации по доставке руды в условиях УГОКа. Выявлен ряд конструктивных несоответствий:

- управление удерживающими запорами бортов осуществляется вручную со стороны открываемого борта;

- отбойник вдоль кузова имеет недостаточную ширину и не предотвращает падение породы на крылья транспортного средства;

- средняя стойка кузова не имеет достаточной жесткости;

- прямоугольная форма кузова и особенности горной массы (повышенное содержание глины) карьера «Зарница» способствуют образованию налипаний груза на бортах и платформе кузова при разгрузке.

Фото 4 Элементы модернизированного кузова, с учетом существующих условий эксплуатации

Для устранений данных недостатков, выполнены работы, направленные на модернизацию элементов кузова (фото 4):

- смонтированы и установлены согласующие тяги на рычаги борта противоположного открываемому;

- установлен отбойник с поддерживающими пластинами, усиливающими продольную жесткость кромки платформы кузова. Отбойник имеет достаточную ширину для разгрузки на эстакаде без просыпей под колеса;

- с помощью наварки металлических косынок средняя стойка усилена как изнутри, так и снаружи;

- на правые борта кузова платформы самосвала и прицепа установлены завесы, изготовленные из конвейерной ленты, с прикрепленным листом металла.

В первые дни опытной эксплуатации автопоезда с помощью инфракрасной камеры определялась тепловая нагруженность автошин. Показатель наружной температуры боковой поверхности колеса находился в диапазоне 20–40°С, что в среднем ниже нормы эксплуатации на 50%. Для установления степени загрузки автопоездов, проводилось взвешивание каждого рейса на весовом пункте «Карат». В ходе проведения эксперимента, доставка руды осуществлялась в разных (одно-, двух-, и трехзвенных) составах транспортных средств. В результате были получены первичные данные по эксплуатации: удельный расход топлива, грузооборот, время транспортного цикла.

Около 15% продольного профиля дороги трубка «Зарница» – ОФ №12 имеет уклон от 70 до 100‰. В период весенней распутицы, на этих участках у трехзвенного состава (10 осей), за счет создаваемого тягового усилия, низкого коэффициента сцепления и увеличенной силы сопротивления качению, наблюдалось пробуксовывание ведущих колес автопоезда. Поэтому в большинстве случаев приходилось переходить на работу в составе тягача с одним прицепом. При транспортировке руды по ровной поверхности, за счет запаса мощности двигателя, удельный расход топлива двухзвенного состава, получился на 31% меньше расчетно-планируемого.

В течение всех испытаний, выполнялся постоянный учет и фоторегистрация всех неисправностей транспорта. Период простоев по причинам поломок и устранения конструктивных несоответствий в первый месяц эксперимента составил около 20%. общего времени нахождения автопоездов в хозяйстве.

С использованием данных существующей навигационной системы «Трек» в УГОКе, после дооборудования автомобилей датчиками передачи и приема сигналов, в режиме реального времени проводили определение скоростного режима, интервала в движении, погрузке, разгрузке и в простоях, а также расчет фактически пройденного пути автомобиля с грузом.

По итогам испытаний за период апрель-май 2014 г. получены первичные данные эксплуатации автопоездов:

- удельный расход топлива для двухзвенных автопоездов выполнивших 489 рейсов составил 27,2 г/т·км;

- среднетехническая скорость движения транспортных средств 36 км/ч, что на 25% выше расчетных данных;

- после 2-х месяцев наработки опыта в новом режиме, время погрузки – разгрузки в среднем снизилось в два раза, с 30 мин до 15 мин;

- показатель грузооборота в начальный период испытаний оставался ниже планового на 18%, по организационным причинам (строительство эстакады, дополнительные работы по совершенствованию конструкций кузова).

В период весеннего паводка был выполнен демонтаж мостовой переправы через р. Далдын, с 11 мая по 30 июня 2014 г. доставка руды с борта карьера «Зарница» на ОФ №12 была приостановлена.

При рассмотрении всего периода испытаний автопоездов по настоящее время прослеживается положительная динамика, выраженная в изменении среднего количества рейсов в месяц, в сутки. За период испытаний (табл.2.) отмечен рост среднего объема перевезенной тонн руды за сутки – в 2,8 раза. Удельный расход дизельного топлива за весь период находится в пределах 25–27г/т·км (см. диаграмму).

Среднетехническая скорость движения автопоездов на маршруте трубка Зарница – ОФ №12 составила 39 км/ч, максимальная скорость движения порожнего автопоезда в определенные моменты достигала 70 км/ч (сервисной службой поставщика продукции установлено электронное ограничение скорости). Среднее время погрузки автопоездов было снижено, в сравнении с начальным периодом, до 8 мин. Эффект получен за счет более рациональной схемы расположения в забое погрузчика и автопоезда.

После оснащения поездов автоматической системой открывания и закрывания бортов кузова, время разгрузки на эстакаде, в зависимости от типа подвижного состава, находилось в интервале от 4 до 8 мин. (при 3-х звенном составе необходимо дополнительное время на маневр).

Грузооборот за отчетный период эксперимента вырос на 14%, средняя суточная производительность в настоящее время составила 1140 т на транспортную единицу. Удельный средний расход топлива снизился на 2,3% и составил 26,6 г/т·км. С ростом производительности автопоездов увеличилось на 6% среднее количество рейсов, выполненных в смену.

Разработка совместных мероприятий АК «АЛРОСА» и ООО «Север-Скан», по совершенствованию работы автопоездов SCANIA, позволила добиться определенных результатов улучшения их эксплуатации. В ходе транспортировки удалось увеличить среднетехническую скорость, снизить время погрузки на борту карьера, и разгрузки на эстакаде рудного склада.Табл. 2 Техникоэксплуатационные показателей работы автопоездов SCANIA в период проведения эксперимента

Достигнутые технико-эксплуатационные показатели работы автопоездов SCANIA за время эксперимента, с разбивкой по видам выполнения основных ремонтных операций приведены в табл. 2. Отмечается изменение роста КТГ и КИП по месяцам, а также общее снижение времени на ремонте.

По полученным результатам испытаний установлено следующее:

1. Средний удельный расход топлива за период эксперимента при транспортировании руды от борта карьера «Зарница» до ОФ№12 составил 26,6 г/т·км;

2. Плановый норматив среднесуточной производительности автопоездов достигнут после 3-х месяцев их эксплуатации;

3. Количество поломок автопоездов (отказов), а также время на их устранение за отчетный период эксплуатации, говорят о надежности транспортных средств (затраты времени на выполнение ремонтных работ составили в среднем около 14% от общего времени нахождения в хозяйстве);

4. С улучшением организации производства работ, коэффициент использования транспортного средства с апреля по ноябрь вырос от 0,67 до 0,80;

5. Коэффициент технической готовности за время эксперимента вырос на 17%, с 0,7 до 0,84;

6. Себестоимость транспортирования руды многозвенными автопоездами на плече 22 км, по маршруту – «Трубка «Зарница» – ОФ №12», в 2 раза ниже, чем карьерными автосамосвалами.

Для определения влияния низких температур в зимний период на производительность транспортных работ, эксперимент будет выполняться до апреля 2015 года. С целью минимизации затрат и сокращения простоев транспорта в период гололеда и весенней распутицы, принято решение о приобретении прицепов для двухзвенных поездов, увеличенной грузоподъемности на 30 и 45%. Максимальная длина таких автопоездов составит 20 и 24 м, соответственно, ширина – 2,5 м нагрузки на оси – в пределах разрешенных норм.

Ключевые слова: АК «АЛРОСА», автопоезд SCANIA, карьерный транс-порт, научно-исследовательские работы

Журнал "Горная Промышленность" №6 (118) 2014, стр.38