Техника для горнодобывающей отрасли — это, как правило, крупногабаритные, машины, большинство из которых не предназначены для перемещения по дорогам общего пользования. При этом их производительность намного выше, чем у техники, применяемой в строительстве. Парк техники для каждого отдельно взятого карьера подбирается индивидуально, в зависимости от стоящих перед разработчиком производственных задач.
Полный цикл карьерных работ включает в себя следующие этапы: вскрыша, перевалка, добыча, транспорт, переработка, складирование, отгрузка; все они требуют применения соответствующих машин. Гусеничные экскаваторы, карьерные погрузчики, внедорожные самосвалы, мощные бульдозеры, дробильные установки и грохоты — вот далеко не полный перечень видов техники и оборудования, применяемых при разработке карьера. Из-за своих крупных габаритов эти машины универсальными не назовешь: они не перемещаются по дорогам общего пользования и кроме работы в карьере могут использоваться разве что на очень масштабных стройках. Зато их мощность, грузоподъемность, производительность сравнительно со своими строительными и дорожно-строительными аналогами в разы больше.
О каждом из типов карьерной техники в отдельности, будь то карьерный самосвал или погрузчик, мощный экскаватор или мобильная дробильная установка, мы не раз рассказывали на страницах нашего журнала, сравнивая технические характеристики тех или иных машин в каждом из классов. Сегодня же мы более обстоятельно поговорим о том, что следует помнить, укомплектовывая соответствующей спецтехникой предприятие — пусть это будет классический карьер, в котором ведется добыча гравия и производство щебня путем дробления и сортировки.
Первое, что необходимо выяснить — гранулометрический состав гравия и максимальный размер куска, а также наличие (и содержание) в гравии комовой глины. Второе — какие требования по кубовидности предъявляются к щебню на местном рынке.
Производство гравия и щебня подразумевает использование двух разных технологий. Чтобы просто рассевать горную массу, вполне достаточно экскаватора, погрузчика и грохотов — и, возможно, бульдозера для вскрышных работ. Для производства щебня в перечисленному комплекту техники также потребуется дробилка — причем, учитывая различные требования к кубовидности щебня, скорее всего не одна, а как минимум, две: для первичного и вторичного дробления.
Если глины много, и щебень (гравий) придется мыть — понадобится корытная мойка. Если же немного — можно будет ограничиться промывкой на грохоте. Сам грохот может иметь разные параметры, однако оптимальным вариантом считается трехдековый — например, с ситами 5, 20 и 40 миллиметров. Производительность грохота во избежание простоя должна быть насколько возможно точно соотнесена с темпами добычи.
Схема дробления и сортировки материала может выглядеть и так: предварительный отсев глины на усиленном грохоте, далее крупный материал идет в щековую и затем — роторную дробилку, далее следует рассев на грохоте.
При выборе дробильной установки основной принцип, которого следует придерживаться, таков: мобильное оборудование предпочтительнее, чем стационарное. На практике разные типы дробилок часто сочетаются: щековые и роторные применяют на первой стадии дробления с крупным и средним камнем, а конусные (и иногда роторные) — для второй и последующих стадий. В настоящее время в России предлагается широкий выбор дробильно-сортировочного оборудования, в том числе — ведущих мировых производителей: McCloskey, Powerscreen и Sandvik, Metso, Finlay. При выборе оборудования, уже бывшего в употреблении, требуется оценка его состояния — нет гарантии, что предыдущая эксплуатирующая компания правильно его использовала.
Что касается собственно добычи, в отдельных обстоятельствах можно ограничиться фронтальным карьерным погрузчиком на колесном ходу. Для горных карьеров, где ведется работа с такими породами как гранит или базальт, погрузчик комплектуется специальными ковшами с футеровкой и особым профилем лезвия. Однако применение карьерных погрузчиков для добычи связано с определенными ограничениями: например, рыхлый песок под их колесами приводит к пробуксовке. Поэтому лучше применять его в соответствии с его основным предназначением: для транспортировки материала и его загрузки в самосвалы и приемники дробилок.
Тяжелый фронтальный погрузчик для карьерный выемочных работ с последующей погрузкой материала отличается мощной конструкцией, большой массой и способностью работать со значительными объемами грунта. Например, не самый большой в своем классе карьерный погрузчик Caterpillar 986 имеет снаряженный вес 25 тонн и рассчитан на грузоподъемность 22 тонны. Он оснащается ковшом объемом 5,5 метра Z-образной формы. Стрела погрузчика снабжена быстросъемным механизмом Quick Coupler, позволяющей при постановке новой задачи оперативно сменить ковш на бульдозерный отвал или другой инструмент.
Наряду с погрузчиками для экскавации горных пород при открытом способе разработок применяются бульдозеры — или, говоря иначе, мощные гусеничные тракторы, оснащенные бульдозерным и рыхлительным (для предварительных работ) оборудованием. Они же помогают повысить производительность, работая в паре с экскаватором. Тяжелый карьерный бульдозер — довольно неприхотливая машина, которая кроме послойной разработки используется для перемещения пород при зачистке пластов полезных ископаемых, при планировке площадок и трасс, на отвалах и других вспомогательных работах. Эффективность применения бульдозера в карьере, помимо мощности базового трактора, зависит и от оптимального выбора отвала для текущей задачи — прямого, полусферического или сферического. Нелишним дополнением станет отвал с решеткой в верхней части, позволяющий, с одной стороны, улучшить обзор для оператора, с другой — обезопасить капот от падения кусков породы.
Оптимальным же вариантом именно для добычи представляется гусеничный экскаватор. А вариантом идеальным — тот, при котором добычной экскаватор сам грузит материал в дробильно-сортировочный комплекс — для этого необходимо иметь машину с достаточно длинной стрелой и рукоятью. Чтобы минимизировать перемещения машин, материал к экскаватору подгребают бульдозером. Такая схема позволяет избежать использования внутрикарьерного транспорта. При этом экскаватор, работающий в карьере имеет более протяженный цикл, чем, например, задействованный в рытье котлована. В первом случае больше угол поворота; кроме того, приходится подгребать под себя — даже если материал доставляется бульдозером или погрузчиком.
Достаточно проблемной зоной при разработке карьера часто является взаимодействие экскаватора и самосвала. Опытное операторы спецтехники предпринимают ряд мер, помогающие его оптимизировать. Для того, чтобы самосвал подъехал именно так, как это нужно для удобной работы, по бокам границ заезда выставляются несколько больших камней. Чтобы водитель самосвала соблюдал дистанцию, делается барьер из нескольких небольших камней, которые кладутся под колею — либо же границы зоны подъезда засыпается мелким камнем, не позволяющим колесам продвинуться дальше.
Карьерные самосвалы в горнодобывающей отрасли используются для транспортировки больших объемов материала. Несмотря на свои размеры, они обладают хорошей маневренностью, высокой проходимостью и устойчивостью. Сооружение временных дорог для их движения требует минимальных затрат. Наиболее универсальными для работ в карьере считаются самосвалы с шарнирно-сочлененной конструкцией, чья рама состоит из двух секций, связанных между собою шарниром — такая конструкция позволяет секциям складываться и вращаться по отношению друг с другу. Они способны работать в суровых климатических условиях и при полном бездорожье. Большинство моделей шарнирно-сочлененных самосвалов имеют трехосную конструкцию и шесть ведущих колес — а также оснащаются выключателем межколесного дифференциала. Мировыми лидерами производства техники этого типа считаются компании Volvo, Caterpillar, Bell, Komatsu, John Deere, Terex и Doosan.
К преимуществам использования шарнирно-сочлененных самосвалов нужно отнести их способность постоянно сохранять контакт колес с грунтом, а также маневрировать в узком пространстве за счет меньшего, чем у самосвалов классической конструкции радиуса разворота (последняя особенность делает эти машины весьма простыми в управлении). Недостаток, если можно так выразиться, у этих машин только один — довольно высокая цена: шарнирно-сочлененный самосвал обойдется существенно дороже, чем мощный экскаватор или карьерный погрузчик. Поэтому руководителю компании-разработчика целесообразность приобретения такой машины помогут оценить скрупулезные расчеты.
Завершая разговор о выборе карьерной техники, напомним, что любой карьер начинается с оценки перспектив сбыта производимой продукции. Потребности в гравии, используемом чаще всего в декоративных целях при садово-парковых и других работах, в разы меньше, чем в щебне, который широко применяется в строительстве, в том числе — в качестве инертного при производстве бетонов разных марок. С другой стороны, производство щебня куда более затратно, так как предполагает использование дробильных установок.
Качество производимой продукции при этом имеет принципиальное значение — что связано, с одной стороны, с довольно высокой конкуренцией на этом рынке. С другой стороны, немалая часть строительных материалов (щебня, гравия, песка) сегодня реализуется по федеральным программам — требования к этим поставкам очень высоки и тщательно контролируются. Строительные объекты такого уровня принимаются при участии Счетной палаты — и в случае выявления нарушений начинается дотошное выяснение причин, берутся пробы, определяются виновные и налагаются штрафы. Поэтому куда выгодней изначально сориентировать производство на выпуск только качественных строительных материалов, получая пусть не самую высокую, но стабильную прибыль, сохраняя при этом добрую репутацию.
