Лучшие статьи
Деньги из опилок

О том, что в Росси огромные запасы леса, это знает весь мир. И весь мир же по...

Утепление стен: изнутри или снаружи?

То, что нам иногда в доме холодно – понятно. Что стены надо утеплить &n...

5 жестких падений кранов из-за халатности

Смотреть, как падают люди бывает порой смешно. Потому что и сами упавшие могу...

ЭкоПан – технологии будущего? (видео)

Много говорили о канадских технологиях малоэтажного строительства, которые с ...

2 в 1: Фасадные Термопанели

Да, это и утеплитель, и декоративное покрытие фасада одновременно. В такихтер...

Наружное утепление стен

После того, как в предыдущей статье об утеплении наружных стен зданий мы разо...

5 аварий погрузочной техники: лихие водители (видеоподборка)

Раз уж мы затрагивали спецтехнику в публикациях, не лишне упомянуть и о «комн...

Механизированная стяжка пола: новые технологии!

Как чаще всего выполняется стяжка своими руками? Долго, нудно, трудоемко. Мы ...

Утепление мансарды и характерные ошибки

Построить одноэтажный дом на собственном участке, но при этом получить два эт...

Загадочный пиролиз (видео)

Как экономнее расходовать топливо? Как получить при этом больше тепла? Как об...

Что нужно знать при выборе металлочерепицы?!

Согласитесь, придя в гипермаркет строительных материалов, разбегаются г...

Как красиво оформить окно

Во многих городах Европы можно увидеть жилые многоэтажки или даже целые кварт...

Железная дорога: самые страшные крушения на транспорте

При чем здесь поезда? Поезда всегда при чем, потому что именно железнодорожны...

Ё-мобиль и двигатели будущего

На смену привычному двигателю внутреннего сгорания идут новые технологии! Вес...

Toркретирование бетона – что это?

Оказывается, повысить прочность бетона можно из ничего, не применяя специальн...

Горные комбайнеры - майнеры: целесообразность использования

07.05.2011 — Просмотров: 9155
Горная порода характеризуется как плотный, упругий, теплый и магнитный грунт, который обладает самыми разнообразными свойствами. Нынешняя горная техника, которую используют для разработки горных пород, преимущественно обладает свойствами для работы с прочными и плотными породами.
Самые важные показатели при разрушении горных пород это непосредственно крепость и прочность. Чем выше данные показатели, тем трудней на них воздействовать (дробить, откалывать и отделять породную стружку). В этом случае необходимо увеличивать энергонасыщенность машины, что бы повысить скорость резания и другие технические показатели. При отсутствии материалов, которые являются устойчивыми к разрушению горных пород, весьма ограничивается возможность применения горных машин без предварительного разрыхления массива, из которого состоит порода. Разрыхлить породу возможно механическим, химическим или взрывным способом.

С помощью механического рыхления, возможно, воздействовать на породы с крепостью ниже среднего. Химический же способ разрыхления подразумевает обработку горного массива различными химическими средствами и составами, которые при взаимодействии с породой существенно ослабляют связь между ее частицами. Поскольку такой метод имеет некоторые особенности, он не является особо популярным.


Самое же распространенное разрыхление, это то, которое производится посредством взрыва, такой способ эффективно подготавливает горные породы для дальнейшей выемки. Но нужно помнить, что взрывное разрыхление очень плохо влияет на окружающую среду и поэтому такие работы нельзя проводить вблизи административных, жилых и технологических комплексов.


Вследствие долгого поиска эффективного способа, с помощью которого можно было рыхлить без взрыва, были разработаны новые, специальные машины с нестандартным конструктивным исполнением, которые стали использовать в выемочно-погрузочных работах. Одними из таких машин является Surface Miner (майнер) так называемый горный комбайн фрезерного типа. Разработкой и внедрением таких машин занимаются известные компании ThyssenKrupp, Man Takraf, Fоrdertechnik, Vermeer, Wirtgen. Исполнительные органы такой спец техники мало чем отличаются у разных производителей: это фрезерный барабан, определенной конструкции который снабжен резцами. Различия же существуют в направлении вращения самого барабана относительно подачи комбайна, в существовании или отсутствии дробильной камеры, месте нахождения барабана, технологии подачи фрезерного материала на погрузочные машины и в конструкции исполнительного органа. У разных производителей могут быть барабаны разной конструкции многосоставные (КСМ-2000Р ThyssenKrupp Fоrdertechnik) или целостные (сварные) (Man Takraf, Wirtgen, Vermeer).




Сама идея использования холодного фрезерования для разрыхления горных пород далеко не новая, но, к сожалению, на сегодняшний день не практикуется массовое внедрение таких комбайнов. Но при добывании полезных ископаемых подземным методом (угольные шахты), в составе очистительных и проходческих комплексов повсюду применяют комбайны (предельное усилие резания которых достигает 350кН/м), которые оборудованы режущими шнеками, барабанами и различными буровыми коронками.

Нужно отметить, что на карьерах нашли довольно широкое применение роторные экскаваторы и комплексы, функционирующие с использованием поточных технологий. Однако роторные экскаваторы более эффективны в работе с некрепкими слабосвязанными горными породами. Такой экскаватор будет плохо справляться с глинистыми напитанными грунтами, а вяжущий материал будет накапливаться и забивать барабаны, пункты перегрузки и ленты.


Майнеры, как правило, характеризуются именно как машины для разрыхления крепких горных пород, которые требуют взрывного рыхления. Как ни странно, но возможность избежать дорогостоящего и проблемного взрывного разрыхления, должна способствовать массовому вводу комбайнов на карьеры, но это не происходит, хотя первые эксперименты с майнерами проводились уже на закате 80-х годов.


Попытаемся обусловить круг эффективного использования майнеров и определить ту область, в которой они будут более конкурентоспособными в сравнении с остальными добывающими машинами.

Экскаваторы, которые используют в карьерных работах, довольно хорошо справляются с мягкими, рыхлыми и плотными породами, такими как осадочные или метаморфические горные породы, мел, слабые угли т.п. И так нижний уровень области использования майнеров определен. Теперь необходимо обозначить верхний уровень и крепость горных пород при разработке, которой майнер будет не менее эффективен.


Компания Wirtgen Group на сегодняшний день является производителем дорожно-строительной техники, и комбайны этой компании уже прошли проверку на горных работах по всему миру, благодаря этому, можно смело опереться на имеющийся опыт их применения.


Базой для горных комбайнов Wirtgen SM стало устройство дорожных фрез Wirtgen, которые предназначены для демонтажа старого покрытия дорог в ходе их реконструкции. Наследие от таких фрез явно наблюдается в большой скорости фрезеровки, сравнительно с небольшой мощностью фрезеруемого слоя, легкости металлических конструкций и компактности.


Крутящий момент на комбайнах Wirtgen SM передается от двигателя с помощью ременной передачи на планетарный редуктор, который встроен во фрезерный барабан. В свою очередь этот барабан вращается по ходу передвижения комбайна, т.е. снизу вверх и отделяет горную породу, частично дробя ее в дробильной камере. После дробления отделенная порода попадает в нижний транспортер, с которого уже погружается в верхний конвейер. Высоту подъема верхнего конвейера можно регулировать с помощью гидравлических цилиндров. Этот верхний транспортер имеет возможность оборачиваться вокруг оси крепления к комбайну. Привод конвейеров реализуется посредством гидромоторов, частота вращения которых регулируется. Ходовая часть состоит из четырех свободно качающихся гусеничных тележек с гидромоторным приводом, их частоту вращения так же можно регулировать. Эти тележки связаны рычажной системой с приводом от гидравлических цилиндров. Что бы повернуть машину, необходимо, что бы тележки повернулись вокруг своих стоек на необходимый угол. Именно с такой системой этот комбайн имеет высокие маневренные показатели.

Стоит более подробно рассмотреть процесс разрушения породы, происходящий с помощью резцов фрезерного барабана. При введении острия резца в массив, основное усилие прилагается на местное дробление породы, создание напряженного состояния в частях массива и создание плотного ядра перед наконечником. Вследствие давления, которое передается через растущее ядро, в месте оголения массива совершается отделение частей породы. После того как появится трещина, уплотненное ядро перестает развиваться, и приобретает свойства клина, с помощью которого можно расширить трещину и отодвинуть породу в свободную строну, после чего наконечник резца выступает в роли клина (от сюда и происходит износ инструмента). Сам процесс резания породы происходит с множеством подобных циклов. При разломе крепких горных пород, порода в виде «стружки» представляет собой множество элементов отколотых от массива.


Режущий инструмент испытывает контактную крепость твердой разрушаемой породы. В качестве контактной крепости принято считать удельное давление под штампом (диаметр такого штампа в несколько раз больше чем зерна испытуемого материала) в момент разрушения горной породы.


От коэффициента крепости некоторых горных пород зависит и абразивный износ инструмента. При работе с твердыми горными породами такие как, твердые песчаники, гранитовые породы, известняки, конгломерат или крепкие железные руды, резец комбайна испытывает максимальную нагрузку, вследствие чего длительная и устойчивая работа комбайна становиться невозможной. Даже при обработке пород с невысокой абразивностью, например тот же известняк, только с меньшим показателем абразивности, во много раз увеличивается шлифовальное воздействие на инструмент.


Самый обыкновенный резец из твердого сплава, изнашивается за очень короткий промежуток работы, и теряет свою заданную форму, затупляется или разрушается. Изготовить более устойчивые резцы возможно, но они на порядок дороже в производстве, и не стоит рассчитывать на их массовое производство и использование в ближайшие годы. За счет быстрого износа резцов, увеличивается нагрузка на привод исполнительного органа, что еще больше увеличивает колебательную динамику и это усиливает вибрацию машины.


В ходе испытания комбайна Wirtgen 2500 SM на прочном известняке, была обнаружена низкая эффективность работы такой машины. Расход резцов в течение десяти часовой рабочей смены составил от 20 до 30 штук, а это примерно 8-15 резцов на каждую тысячу тонн добычи (а стоимость одного самого дешевого резца от 14 евро). Сильная вибрация всего комбайна, создает опасения относительно срока безотказной эксплуатации всех механизмов. Высокий уровень вибрации так же имеет отрицательное воздействие на оператора машины, так как невозможно находиться в трясущейся кабине несколько часов подряд. Во время процесса фрезерования можно наблюдать периодическое проскальзывание гусениц, потому как комбайну не хватает сцепления. Для полной загрузки самосвала 40 тонн понадобится  от 5 до 8 минут.


А вот комбайн Wirtgen 2200 SM, который испытывали на месторождении обыкновенного известняка, показал более эффективную работу, расход резцов составил 0,7-1,5 на тысячу тонн добычи породы, и невысокий уровень вибрации. Полная загрузка 40 тонного самосвала заняла 5-6 минут, а расход топлива-0,45 литра на тысячу тонн добычи.


Эту разновидность комбайна используют в районе Северного Кавказа вот уже 2,5 года. Самыми проблемными и слабыми местами техники оказались радиаторы охлаждения двигателя (было заменено семь радиаторов на трех машинах), большой расход лент транспортеров, поломка двигателей вследствие попадания в них пыли. Спустя два года работы, несущие элементы металлоконструкций дали трещины, не обошло это и топливные баки, все эти разрушения последствия высокой вибрации. Кроме всего этого, помимо отрицательных моментов, нужно учесть довольно высокую цену на запасные части. Если соизмерить годовые затраты на запасные комплектующие двух или трех комбайнов, то это составит половину цены новой машины. Такие проблемы не характерны абсолютно для всех майнеров, но это должно послужить сигналом для конструкторов компании производителю Wirtgen Group.


Смело можно утверждать, что если учесть все конструктивные доработки таких комбайнов, то их, возможно, довольно эффективно эксплуатировать на породах с невысокой крепостью. Из этого всего можно сделать вывод, что область работы майнеров достаточно не большая и с помощью таких машин можно разрабатывать ограниченные не очень твердые горные породы, например такие как слабый известняк, каменный уголь, слабые песчаники, бокситы и др.


Если майнер использовать с целью разрушения более крепких пород, то это абсолютно не целесообразно и экономически не выгодно.

Многие буровики применяют станки типа СБР-160 и СВБ-2М на карьерах с породой средней прочности, а более крепкие породы разрабатывают станками типа СБШ, в которых используется шарошечное долото и другой принцип разрушения горной породы, то есть создаются предельные сдвиговые усилия вокруг инструмента. Самые же крепкие породы обрабатывают станками типа СБУ.
Если машина оснащена резцовым исполнительным органом, то при работе с крепкими породами, большой продуктивности не нужно ждать. Лучше применить другой метод разрушения пород, который основан не на резании, а на образовании предельных напряжений сдвига или растяжения в слое без скольжения инструментов в горной породе.
Автор: Анна Ищенко, специально для «Службы снабжения»
Свежие статьи
12 золотых правил  успешных людей
Как вы думаете, что отличает успешного человека от неудачника? Почему некоторые люди с успехом достигают своих целей, а другие - нет? Ответ прост - все дело в их мировоззрении, взглядах на жизнь и привычках. Ваш мозг - первый ключ к успеху. Второй - ваши повседневные привычки. В этой статье мы расскажем вам о правилах, которые помогут вам преобразить жизнь и достичь небывалого успеха.
02.11
Профессиональный подход к выбору автомобиля с пробегом
Выбирая подержанный автомобиль, человек неопытный зачастую покупает транспортное средство, абсолютно не ведая, что он приобрёл себе большую проблему на колёсах.
10.09
Все что нужно знать Toyota Hilux 2015-2016 (тест-драйв)
На пикап Toyota Hilux восьмого поколения японцы возлагают большие надежды. Ведь он, если верить многочисленным заявлениям «тойотовцев», по уровню комфорта и управляемости должен быть сравним с обычными легковыми автомобилями.
08.09
Коррозия кузова автомобиля — смерть вашего авто не за горами?
Коррозия кузова автомобиля – страшный диагноз для самого транспортного средства и причина новых хлопот для его хозяина.
07.09
Системы автоматического управления автомобилем. Когда водители будут не нужны?
Разработка систем автоматического управления автомобилями уже довольно давно ведется всеми мировыми автоконцернами.
07.09
Фахверковые дома — с чем же их едят?
Современный дом из фахверка имеет в основе несущую конструкцию, состоящую из деревянных опор. Различным странам свойственны индивидуальные стилевые решения фахверка, поэтому для опор могут использоваться балки, брус или бревна из любых хвойных пород.
07.09
Металлическая мебель для предприятия
При оборудовании производственных помещений обязательно встает вопрос о закупке мебели. В связи с особенностями эксплуатации и среды, и требования к мебели, в данном случае, будут особыми. Как правило, традиционная "деревянная" мебель не подходит для интенсивной эксплуатации в неблагоприятных условиях. Зато, металлическая мебель для этих целей отлично подходит. В этом обзоре мы рассмотрим какие основные требования предъявляются к специальной мебели, основные её виды и особенности.
05.07
Как выбрать «правильный» холодильник для дома
Приобретение холодильника всегда стояло на одном из первых мест при выборе бытовой техники: человеку необходима пища, соответственно, требуется и устройство, обеспечивающее сохранность продуктов. Долгие годы конструкция этого неотъемлемого кухонного атрибута практически не менялась. Модели, особенно в нашей стране, отличались лишь размерами и некоторыми техническими параметрами.
15.12
Как выбрать хороший ирригатор?
Ирригатор или гидрофлосс – прибор, формирующий струю воды. Вода, находящаяся под давлением, эффективно удаляет остатки пищи между зубами и очищает пародонтальные карманы. С помощью современного прибора для очистки зубов и десен – ирригатора, можно эффективно удалить остатки пищи, мягкий зубной налет из  труднодоступных мест ротовой полости.
09.12
10 лучших снегоуборщиков
Снежные заносы часто становятся серьёзной проблемой для владельцев частным домов, мешая проходу по территории или проезду автотранспорта. Для решения этого вопроса в последнее время стали использовать специальную технику – снегоуборщики, которые могут быть, как электрическими, так и бензиновыми.
09.12