Кранлайн новый вид шагающего драглайна

К.Н.Трубецкой, академик РАН,
Н.Н.Киселев., докт.техн.наук,
А.Н.Домбровский, канд.техн.наук,
И.А.Сидоренко, канд.техн.наук,
М.Н.Котровский, горный инж.,
(ИПКОН РАН)
Ю.П.Самородов, проф.докт.техн.наук,
Н.П.Сеинов, канд.техн.наук
(Национальный научный центр горного производства)

Перспективным направлением повышения эффективности открытого способа добычи полезных ископаемых является увеличение высоты разрабатываемых уступов, а также сокращение количества рабочих горизонтов и уменьшение дальности внутрикарьерного транспортирования горной массы.

С технологической точки зрения развитие конструкций карьерных мехлопат — основного вида выемочно-погрузочного оборудования на карьерах, идет по линии существенного увеличения вместимости ковша, обеспечивающего загрузку большегрузных карьерных автосамосвалов при незначительном росте высоты отрабатываемых уступов, как правило, не превышающей 15 м. Высокие вскрышные уступы на карьерах отрабатываются драглайнами, разгружающими породу в отвал, однако эти экскаваторы не могут эффективно использоваться для загрузки средств карьерного транспорта.

Для увеличения высоты отрабатываемого уступа на карьерах при транспортной системе разработки предлагается новый вид экскаватора — шагающий драглайн погрузочного типа («кранлайн»). Он сочетает достоинства мехлопат (мягкая безударная и прицельная выгрузка горной массы из ковша в кузов транспортного сосуда) и драглайна (способность отрабатывать высокие уступы нижним черпанием, сравнительно малое удельное давление на грунт при работе и передвижениях).

Кранлайн характеризуется способностью осуществлять разработку высоких (до 30 м) уступов с погрузкой как рыхлых, так и взорванных скальных пород в средства карьерного транспорта, устанавливаемые в непосредственной близости к кабине машиниста (на расстоянии менее 19 м).

Конструкция новой машины отличается от традиционного шагающего драглайна наличием третьей лебедки, расположенной на поворотной платформе, и блоков, установленных в средней части стрелы с целью подъема и фиксации ковша перед разгрузкой.

Предусмотрено применение ковшей двух типов. Первый — традиционный ковш драглайна с разгрузкой опрокидыванием через режущую кромку. Второй  вариант ковша — коробчатой формы с открывающейся задней стенкой. Применение ковшей первого типа возможно на мягких породах с разгрузкой в большегрузные карьерные автосамосвалы. Ковши второй конструкции целесообразно применять для мягких и скальных горных пород с разгрузкой в автосамосвалы или думпкары, так как при его разгрузке отсутствует продольное маятниковое раскачивание, характерное для ковшей обычной конструкции.

Изменение траектории движения ковша перед разгрузкой (ковш приближается к оси экскаватора, а не удаляется от нее, как у обычных драглайнов) позволяет уменьшить инерционность машины при повороте и, как следствие, сократить время рабочего цикла на 15-20% и, соответственно, повысить производительность кранлайна. Разработаны технические решения, значительно снижающие боковую раскачку ковша в режиме торможения перед разгрузкой.

Технические характеристики базовых моделей кранлайнов представлены в таблице, а конструктивная схема экскаватора ДШП 20.50 с ковшом 2-го типа дана на рис.1.

Отработка вскрышной толщи или мощных угольных пластов на открытых разработках высокими уступами с использованием предлагаемых кранлайнов обеспечивает следующие важные экономические преимущества по сравнению с традиционной технологией с использованием мехлопат (рис. 2):

•увеличивается высота уступа с 10–15 м до 30 м;

•увеличивается на 3–9 градусов генеральный угол рабочего борта карьера, что позволяет существенно снизить объемы горнокапитальных работ;

•уменьшается размер территорий, отторгаемых открытыми разработками;

•сокращается количество уступов и транспортных горизонтов на карьере, что приводит к значительному уменьшению длины транспортных коммуникаций и дальности внутрикарьерного транспортирования экскавированной горной массы в режиме подъема, а также уменьшению объемов работ по строительству и поддержанию в эксплуатации автодорог и железнодорожных путей;

•повышается производительность кранлайнов за счет уменьшения передвижек машин в забое;

•растет производительность буровых станков из-за уменьшения времени на переезды станка от скважины к скважине и улучшения их обслуживания и ремонтов;

•сокращается объем буровых работ за счет увеличения расстояния между скважинами и уменьшения объема перебуров;

•улучшается качество дробления и увеличивается выход горной массы с одного погонного метра скважины; уменьшается число взрывов в год; в целом затраты на буровые и взрывные работы уменьшаются на 10–15 %;

•снижаются на 20–30 % энергозатраты на выемку горной массы в связи с сокращением количества приключательных пунктов и кабелей (в 1,3 раза), а также повышением срока их службы (в 1,75 раза) и уменьшением расхода электроэнергии на горные работы;

Все это позволяет снизить на 10–15 % капитальные затраты и на 25–30 % эксплуатационные расходы, что приводит к удешевлению горных работ. n

Патенты на кранлайн и его рабочее оборудование

Рабочее оборудование драглайна шагающего погрузочного. Патент РФ №2090705 с приоритетом от 08 июля 1993 г.

Погрузочный экскаватор — драглайн. Патент РФ № 2039160 с приоритетом от 23 декабря 1993 г.

Погрузочный экскаватор — драглайн. Патент РФ № 2079609 с приоритетом от 7 декабря 1994 г.

Журнал "Горная Промышленность" №3 1999