Контрольная работа: Самоходный горно-шахтный транспорт на пневмоколесном ходу
Самоходное горное оборудование на пневмоколесном ходу
Самоходное горное оборудование (СГО) на пневмоколесном ходу – важнейший сегмент оборудования, применяемого во многих отраслях современной горно-добывающей промышленности. Появившись сравнительно недавно, всего несколько десятилетий назад, он в значительной степени изменил технологию работ, сделав ее более производительной, безопасной, экономически эффективной. На примере погрузочно-доставочных машин (ПДМ), подземных самосвалов, специального транспорта особенно ярко проявляется влияние технического прогресса на горное машиностроение.
Самоходное горное оборудование на пневмоколесном ходу сегодня настолько привычно, что уже трудно поверить в то, что его история насчитывает всего лишь около полувека.
“Переход с традиционной технологии ведения горных работ со скреперной доставкой горной массы на технологию с самоходным оборудованием проходил непросто, так как техника эта для горняков была незнакомой, квалифицированных кадров не было, находилось место и неверию, и сомнениям.
За рубежом на подземных работах самоходное горное оборудование (СГО) на пневмоколесном ходу (погрузочно-доставочные машины (ПДМ), подземные самосвалы, буровые установки, вспомогательные машины) используется с 50-х годов XX столетия. В нашу страну эти машины пришли с опозданием примерно на десять лет. Первопроходцами были Джезказганский ГОК и Ачисайский полиметаллический комбинат, которые и стали полигонами, настоящей всесоюзной школой освоения самоходного оборудования. На территории Российской Федерации СГО впервые начало применяться (примерно с 1965 года) на подземных рудниках Норильского горно-металлургического комбината (ныне ОАО «ГМК «Норильский Никель»). Вначале это были погрузочно-транспортные машины с ковшом и кузовом, оснащенные пневмоприводом («Т4Ж», «Каво 510», «МПДН» и др.), затем появились самоходные буровые установки («СБУ-2М», «СБУ-2К», «Бумер-121», «Бумер-131» и др.), вспомогательные машины для доставки грузов («Флекситрак», «Джой-Скаут»). Со временем дизельный привод практически полностью вытеснил пневматический. Сегодня, спустя тридцать лет, на рудниках Норильска сосредоточен один из крупнейших (если не самый крупный) в России парков подземной самоходной горной техники, включающий современные мощные гидрофицированные ПДМ, автосамосвалы, буровые установки, специализированные вспомогательные машины.
Какое место занимает СГО среди других видов подземного транспорта. Можно ли говорить о его технологической конкуренции с локомотивной или конвейерной откаткой, и если да, то кто выигрывает, в ретроспективе нескольких последних десятилетий?
При оценке эффективности применения того или иного вида транспорта следует исходить из вида полезного ископаемого (уголь или руда), а также способа добычи. Нельзя сказать, какой из этих видов лучше в принципе, можно лишь говорить о том, какой лучше подходит для конкретной шахты с конкретным способом добычи и откатки ископаемых. В угольных шахтах, как правило, используется транспорт на рельсовом ходу, а в шахтах, где добывают руду, все большее распространение получает пневмоколесный.
Если говорить о доставке горной массы в процессе очистных работ на горизонтах подсечки или из проходческих забоев, где расстояние доставки меняется по мере подвигания забоя и тяжелые дорожные условия (почва выработок неровная, как правило, покрыта породной или рудной мелочью, наличие уклонов и т. д), то конкурентов у пневмоколесного самоходного подземного оборудования нет. На транспортных же горизонтах (откаточных выработках) рельсовый транспорт становится более приемлемым и рентабельным. На ряде рудников (например, калийных Верхнекамского месторождения) широкое применение получил конвейерный транспорт.
Применение самоходного пневмоколесного транспорта в добыче полезных ископаемых подземным способом является всего лишь одним из вариантов существующих технологий. Применение данной технологии зависит от многих факторов. Ее основное преимущество заключается в мобильности. Отсюда и существующая конкуренция. Самоходный пневмоколесный транспорт позволяет в сжатые сроки начать эксплуатацию шахты и добычу руды. Особенно эффективно применение данной технологии в рудниках с небольшими запасами руды. Ее использование позволяет реагировать на ситуацию на рынке путем регулирования себестоимости добычи. Ресурс рельсового транспорта во много раз превышает ресурс самоходной техники. Поэтому он эффективен в рудниках, где запасов руды хватит на многие десятилетия.
Какие же объективные факторы способствуют увеличению интереса к ПДМ, подземным погрузчикам и подземным самосвалам со стороны горно-добывающих организаций, а какие, напротив, его снижают?
Во-первых, с помощью этих машин удается подвести непосредственно к забою значительную мощность, которая затем «конвертируется» и в большую грузоподъемность и, следовательно, в высокую производительность погрузочно-транспортных машин.
Во-вторых, самоходному транспорту на пневмоколесном ходу присущи высокая проходимость, маневренность и мобильность. Не привязанный ни к рельсам, ни к канатам (как скреперные лебедки) он обладает по сути дела неограниченной свободой действий и, по мере необходимости, может легко перебрасываться с одного участка на другой.
В-третьих – универсальность – способность выполнять большой не только по объему, но и по разнообразию решаемых задач, круг работ. Основная «обязанность» ПДМ – грузить и транспортировать руду и породу, но они также перевозят материалы, оборудование, элементы крепи, могут выступить в роли тягача и т. д.
Отметив достоинства дизельного самоходного пневмоколесного транспорта, необходимо также сказать и о проблемах, сопровождающих его эксплуатацию. Самая острая из них – необходимость очистки выхлопных газов. Решается она двумя путями – сжиганием топлива в разделенных камерах сгорания цилиндров и применением каталитического и жидкостного нейтрализаторов, снижающих содержание вредных для здоровья человека компонентов выхлопных газов дизельных двигателей. Но, несмотря на такую очистку, в выработки необходимо подавать дополнительное количество свежего воздуха для разжижения вредных компонентов в рудничном воздухе до допустимой концентрации.
Еще один недостаток самоходного транспорта – пожароопасность, а значит, необходимость наличия эффективной автоматической системы пожаротушения. Определенную опасность в этом плане представляют не только сами дизельные машины, но и подземные склады ГСМ и заправочные станции. Вообще, организация под землей такого хозяйства требует решения ряда весьма сложных технических задач, в частности, доставки под землю в больших количествах дизельного топлива и ГСМ.
Существуют ли субъективные факторы (традиции, какие-то устоявшиеся заблуждения и т.д.), препятствующие возрастанию роли ПДМ и подземных самосвалов?
В XXI веке едва ли приходится говорить о традициях, только прагматизм и экономическая эффективность являются определяющими факторами в выборе технологий.
Выбор оборудования в первую очередь определяется не традициями, а принятыми системами разработки. Так, например, на «негазовых» Джезказганских рудниках камерно-столбовая система позволяет осуществлять непосредственно в забоях погрузку горной массы экскаваторами в крупнотоннажные автосамосвалы, тягачи с прицепами, самоходные вагоны и другие транспортные средства, которые с относительно высокой скоростью по горизонтальным трассам транспортируют ее к местам разгрузки. В то же время при отработке маломощных залежей на норильских рудниках требуется «низкопрофильное» самоходное оборудование высотой менее 1,7 м, а условия их эксплуатации характеризуются наличием значительных уклонов, газовым режимом, стесненностью горных выработок, высокой абразивностью пород и т. п.
Особенности эксплуатации СГО в России
Если сравнивать Россию и СНГ, с одной стороны, и другие страны, ведущие горно-добывающие работы в больших объемах, – с другой, можно ли говорить о каких-то различиях в подходах к использованию ПДМ и подземных самосвалов: различается ли «удельный вес» этого вида подземного транспорта в общем объеме откатки, существуют ли какие-то принципиальные различия в организации работ?
В России пока парк СГО формируется главным образом за счет импорта. По каким параметрам отечественные машины проигрывают зарубежным? А, может быть, отставание российской и стран СНГ продукции в этом сегменте это миф и никакого отставания нет и в помине?
“Отечественная продукция не отстает – ее просто нет в том виде, чтобы можно было говорить о какой-то конкуренции с импортом.
На территории СНГ шахтные самосвалы производит один завод, а ПДМ – два завода. Выпускаемые ими машины конструктивно устарели, да и качество сборки оставляет желать лучшего. Их главный козырь – дешевизна. Начиная с 1995 года многие частные предприятия пытались освоить производство данной техники, но на сегодняшний день мне известно только два, не свернувшие эти проекты. Одно из таких предприятий наше.
Отечественная продукция не отстает – ее просто нет в том виде, чтобы можно было говорить о какой-то конкуренции с импортом. Тем не менее, испытания наших машин показали, что МПД-4 – это первая конкурентоспособная ПДМ, спроектированная и изготовленная на территории СНГ. Это оценили и конкуренты. Но чтобы занять достойное место в одном ряду с ведущими мировыми производителями, еще необходимо много работать.
Почему в России пока не получается сделать подземный погрузчик, погрузочно-доставочную машину или подземный самосвал мирового уровня? Вопрос почти риторический, аналогичный тому, «почему продукция российского «автопрома» уступает лучшим зарубежным образцам?».Да, в России хорошие инженеры и конструкторы – точно уж ни в чем не уступающие западным. Видимо, что-то не «срабатывает» на уровне организации. А потом нужны достаточно большие финансовые вложения, которые далеко не сразу принесут отдачу. Кто готов пойти на эти вложения?
Главное, в чем российское оборудование проигрывает лучшему зарубежному, – это надежность. Если сравнивать другие параметры – производительность, экономичность, условия работы оператора, то здесь превосходство импортных машин тоже налицо. Но самое важное – это все-таки низкая надежность, особенно нетерпимая в подземных условиях.
Сегодня отечественных машин на рудниках очень и очень мало не только среди ПДМ и подземных самосвалов, но и другой техники, буровой, например. Наши машины просто не выдержали конкуренции. Был период, когда их достаточно активно разрабатывали, выпускали опытные образцы. Но большинство этих образцов так и не сумело превратиться в востребованную серийную машину.
Существуют ли какие-то «специфические» проблемы, связанные с безопасностью эксплуатации ПДМ и подземных самосвалов; как они решаются?
Поскольку труд горняка становится потенциально все более опасным из-за ухудшающихся горно-геологических условий, машина должна оберегать оператора от проблем, с этим связанных. Обязательно должен быть обеспечен высокий комфорт (звукоизоляция, очистка воздуха, температура). Причем комфорт не как самоцель, а как фактор, способствующий как более высокой производительности, так и внимательности оператора, в конечном счете, влияющей на ту же безопасность. Безопасность оператора – это и максимальный обзор, и надежная кабина. Например: кабина и сверху, и сбоку выдерживает удар до 10 т.
Технический прогресс – основные направления
В каком направлении движется технический прогресс в области создания СГО? Есть ли еще (и если есть, то какой и в чем) ресурс для совершенствования ПДМ и подземных самосвалов? Какими были эти машины 30–20–10 лет назад, какими должны стать в ближайшем и отдаленном будущем?
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--