1
Российские тракторы для села
Мониторинг технического уровня
Секреты воздушного фильтра
Фрезы самоходные, большие и малые
Обзор российского рынка самоходных фрез
 1
Крутой замес
Обзор рынка автобетоносмесителей
 4
Новая технология экономии дизельного топлива
Дизель-газовая система от британской компании GSPK Multifuel Technology
Гидравлика и электрооборудование бульдозера
Секреты «долголетия» ходовой части гусеничных машин (ч. 3)
Оценка характера износа ходового механизма и типичные повреждения
Регуляторы расхода рабочей жидкости для гидроприводов мобильных машин (ч.1)
Всё по-взрослому
Телескопические и прочие компактные подъемные краны
Выбираем лизинговую компанию
Как правильно выбрать лизинговую компанию и получить оптимальный эффект от финансовой аренды
 1
Краны на специальных шасси автомобильного типа
Обзор продукции ивановского завода «Автокран»
Мультилифты
Новинки на рынке

Карьерные самосвалы

Ю. Петров

Автомобильный карьерный транспорт получил широкое распространение на открытых разработках горнодобывающих отраслей во всем мире. Применение автотранспорта в горном деле подтверждает его высокие технико-экономические показатели при использовании в сложных условиях: глубокое или сложное залегание полезных ископаемых, разработка месторождений с ограниченными запасами (при ограничении размеров в плане до 2,5 км) или малым сроком эксплуатации. Автотранспорт рационально использовать в карьерах с небольшими объемами производства (примерно 50...90 млн. т/год) при расстоянии транспортировки грузов 3...5 км.

Основу автомобильного карьерного транспорта составляют самосвалы. Используют также выемочно-транспортирующие машины – скреперы (при совмещении экскавационных работ) и подъемно-транспортное оборудование – фронтальные погрузчики (особенно на схемах разработки с применением драглайна или кранлайна).

Самосвалы имеют свои преимущества перед конвейерным транспортом в условиях транспортировки горных пород с разными физико-механическими свойствами. При этом в отличие, например, от железнодорожного транспорта достигается упрощение процесса отвалообразования, есть возможность передвигаться по относительно крутым (4...5° или 8...100‰) подъемам автодорог за счет сокращения длины транспортных коммуникаций. Основные недостатки автотранспорта – цикличность, зависимость от состояния дорог, снижение производительности в сезон дождей, в гололедицу, снегопад, загрязнение атмосферы отработавшими газами, высокие энергоемкость и эксплуатационные затраты.

В настоящее время наиболее широко в карьерах применяют три типа автосамосвалов: строительные грузоподъемностью 10...25 т для передвижения по дорогам общего пользования, строительные с шарнирно-сочлененной рамой грузоподъемностью 10...50 т и внедорожные карьерные грузоподъемностью 23...345 т. Менее распространены карьерные автопоезда в составе седельных тягачей для буксировки самосвальных прицепов и полуприцепов. В ограниченных случаях используют рудничный автотранспорт.

Маркировка отечественных машин соответствует отраслевой нормали ОН 025 270-66 (см. таблицу), а по классификации транспортных средств, принятой в правилах ЕЭК ООН и ГОСТ Р51709–2001, их относят к категории № 3. За рубежом, например в Японии, также существуют внутренние стандарты, однако в маркетинговых интересах производители обычно вводят собственную классификацию по классу грузоподъемности и применяют собственную индексацию.

Использование строительных самосвалов в карьерах обычно ограничено их малой грузоподъемностью и затруднениями при перевозке крупнокусковых грузов, однако они незаменимы в местах, где перевозки технологически можно осуществлять только по дорогам общего пользования (например, в дорожном или гидротехническом строительстве в местах с высокой плотностью населения, где применение специализированного транспорта затруднено), на перевозке сыпучих и мелкокусковых грузов (песок, щебень, предварительно разрыхленная порода) или в карьерах с малыми объемами добычи на плече до 40 км. Сейчас в России самосвалы «строительной группы» выпускают ЗАО «Бецема», заводы Пушкинский машиностроительный, «Урал», КамАЗ, НефАЗ, КЗКТ («Русич») и «Яровит», в ближнем зарубежье – МАЗ, КрАЗ и МЗКТ («Волат»).

Внедорожные самосвалы с шарнирно-сочлененной рамой (для удобства их часто называют ADT – от англ. articulated dump truck) обычно используют в строительстве, но в отличие от строительных самосвалов они приспособлены для применения на бездорожье. (См. журнал «ОС» № 12, 2004 г.) Сейчас на российском рынке этот вид спецтехники представлен пятью производителями – БелАЗ, МоАЗ, ЧСДМ, Bell и Volvo.

Кроме этого во всем мире такие машины выпускают компании Caterpillar, CNH (известны под марками Astra, Case, DDT, Link-Belt, FIAT-Kobelco, New Holand, O&K), Desmond, Hydrema, JCB, John Deere (также Hitachi), Kaelble, Komatsu, Mitsubishi, Moxy, NHL, Randon, Royal, RTC и Terex. Самосвалы с шарнирно-сочлененной рамой выпускают с колесной формулой 4х2, 4х4, 6х4 и 6х6. Двухосные модели Volvo A25D по заказу оборудуют специальной системой подруливания (с выносными колесами, расположенными в базе), что позволяет разворачиваться в камерах шахт и на открытых площадках с ограниченным створом для маневров. Некоторые модели выпускают в варианте для подземных работ. Класс автомобилей ADT в России является сравнительно новым, хотя до 2000 года предпринимались отдельные попытки начать их производство. В некоторых карьерах с начала 1980-х годов ограниченно использовали шахтные сочлененные самосвалы серии МоАЗ-7405-9586.

Самосвалы для подземных работ сейчас выпускают Atlas Copco, Burdmachines, Bumar, Caterpillar-Elphinston, Dux, GIA (Kiruna Truck), Kaelble, Marcotte, Normet, Paus, Tamrock и YMC. Конструкция этих машин позволяет использовать их на открытых горных разработках, но специфика подземных работ (для чего они, собственно, и сконструированы) не позволяет применять их с полной отдачей в карьерах.

Основу автопарка, используемого на открытой разработке полезных ископаемых, составляют карьерные (внедорожные) самосвалы. Сейчас их выпуском занимаются более 20 компаний: БелАЗ, МоАЗ, Ashok-Leyland, Bharat, Case, Caterpillar, Caterpillar-Elphinston, Hindustan, Hitachi (Euclid), Komatsu, Kyomsungsang (Kumsusan – Кымсусан), Kress, Liebherr, NHL, Perlini, Randon, Rimpull, Shaofeng (Шаофэн), Tamrock (Toro Supra), Terex (Unit Rig и Payhauler), Terberg и Zhonghuan (Чжунхуань). Разнообразие применяемых за многолетнюю историю развития самосвалов схем привело к тому, что наиболее целесообразной стала схема с приводом на задние колеса и разгрузкой кузова назад. Прочие схемы, например привод на переднюю, среднюю ось, поворотный кузов или кузов с боковой разгрузкой, думперы и проч., в карьерах так и не прижились.

Выпуском полноприводных двухосных моделей заняты МоАЗ, Terex. Кроме этого многоосные автомобили выпускают Ashok-Leyland (ALRD 20, 6х2) и Tamrock (производит в двух вариантах – 10х6х8 и 8х8х8), в их моделях изменение направления движения осуществляется поворотом мостов вокруг оси подвешивания к раме – рулевая трапеция попросту отсутствует.

Компании Terex и Rimpull предлагают на рынке автопоезда – полуприцеп с донной разгрузкой в составе с карьерным тягачом. Такие самосвалы целесообразно применять в комплексе со специальными разгрузочными механизмами. Подобная схема опорожнения кузова используется на карьерных 180-, 200- и 330-тонных самосвалах Kress. Необходимо заметить, что подобную схему разгрузки широко применяли на Западе в угольных разрезах в 1950–1970-х годах. Вместо самосвалов использовали высокопроизводительные самоходные скреперы, которые загружали в карьере и перегружали на эстакадах горную массу в конвейерные транспортеры или в кузова землевозов, отвозивших ее на склад. Большинство землевозов в то время представляли собой двухосный трактор-тягач или одноосный тягач скрепер в составе с прицепом-кузовом ковшовой формы. Эту схему сейчас не используют по причине высоких затрат на содержание парка инфраструктуры (в среднем расходы увеличиваются на 22...83%).

Для современных автосамосвалов с колесной формулой 4х2 расчетный (руководящий) уклон в карьерах по соображениям пропускной способности, обеспечения безопасности и скорости движения принимается равным 70...80‰. В исключительных случаях на отдельных участках допускается уклон до 100‰. При использовании автопоездов с колесной формулой 6х2 и 6х4 для обеспечения эффективности перевозок целесообразнее пологий уклон 40...50‰.

Все современные автомобили, используемые в карьерах, оснащены дизелями мощностью 200...3550 л.с. с турбонаддувом, рабочим объемом от 10 до 117 л. Применение других двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных силовых установок не оправдало себя ни экономически, ни экологически, ни технологически. Удельная мощность дизелей находится в пределах 3,7...5,6 кВт/т. Привод на колеса осуществляется от двигателя через гидромеханическую коробку передач (на самосвалах грузоподъемностью до 100 т) или от системы дизель-электрического привода с мотор-колесами, оснащенными индивидуальной силовой установкой – электродвигателем. Применение электромеханической трансмиссии вкупе с невысокой удельной мощностью дало возможность использовать на карьерных самосвалах систему электропривода от внешней электросети. Такая схема позволяет снизить издержки при транспортировке горной массы на большое расстояние – до 20 км при значительных объемах добычи, тепловую нагрузку на дизель на затяжных подъемах, а также в карьерах с большим залеганием полезных ископаемых. Например, система Siemens, используемая для электроснабжения дизель-троллейвозного транспорта, зарекомендовала себя как экономически эффективная и экологически чистая и широко использовалась на карьерах ЮАР (Palabora Mining Company, 1981–1985 гг.), Намибии (Rossing Mine, 1986 г.) и Заира (Gecamines, 1986 г.). Тяговые сети карьеров выполнены на постоянном токе номинальным напряжением 1,5 и 3,0 кВ или однофазном переменном токе номинальным напряжением 10 кВ.

Кузова самосвалов изготавливают из низколегированной стали с высокой прочностью на растяжение. В качестве разгрузочного привода применяют мощное гидравлическое подъемное устройство – телескопические гидроцилиндры, позволяющие опрокидывать кузов назад на угол 43...65° и выгружать грузы массой до 300 т. Разгрузка занимает от 9 до 30 с. Одна и та же модель самосвала для разных условий эксплуатации может быть оснащена кузовами различного исполнения – с плоским, двускатным днищем, ковшового типа, с футеровкой, с запираемым задним бортом (для перевозки грузов высокой плотности). Все кузова оснащены защитным козырьком над кабиной, обеспечивающей требования стандарта FOPS (защита от падающих сверху предметов). Машины грузоподъемностью до 70 т оснащают кузовами с принудительной «эжекторной» разгрузкой и теледумперами, разгрузка которых осуществляется за счет уменьшения внутреннего объема кузова. Опрокидывание кузова таких машин происходит за счет смещения груза к заднему борту.

Основных игроков на рынке карьерных самосвалов не много. Первенство по числу выпускаемых машин держит БелАЗ, в состав которого еще в 2004 году вошел Могилёвский автозавод. На рынке крупных самосвалов лидирует Caterpillar. Деятельность этой компании в сфере производства карьерных автосамосвалов началась в 1963-м с выпуска 35-тонного самосвала Caterpillar 769.

До этого компания выпускала одно- и двухосные тягачи для самосвальных прицепов и полуприцепов Athey. Сейчас компания выпускает девять моделей карьерных автосамосвалов и четыре базовые модели строительных самосвалов с шарнирно-сочлененной рамой, не считая машин Elphinston, собираемых в Австралии.

Следом за Caterpillar идет компания Komatsu, и основу ее производства составляют самосвалы грузоподъемностью 25...300 т, в том числе модели, доставшиеся в наследство от Dresser. Активно конкурируют с этими гигантами на рынке компании Terex и Hitachi. В секторе сочлененных самосвалов выделяются компании CNH, Bell и Volvo, но основной упор они делают на использование своих машин в дорожном строительстве.

Продолжение следует


Ю. Петров Основные Средства 04'2005 15 июня 2005

Комментарии (1)

Екатерина
Отличная статья. Информация понятна и доступна.
11 октября 2013 – 22:25 Ответить