Производство драглайнов по плечу немногим

Луняшин П. Д., горный инженер

Драглайны являются, пожалуй, самыми древними в мире экскаваторами, прообразы которых были созданы ещё в XV веке для очистки каналов. Однако считается, что идея создания драглайна принадлежит Леонардо да Винчи (начало XVI в.), от которого к нам дошла первая схема драглайна с подвеской ковша на тяговом и подъемном канатах. Рабочее оборудование современных драглайнов в общих чертах повторяет эту схему.

Важную роль в изобретении современных шагающих экскаваторов и их развитии на протяжении многих лет сыграл американец Джон У (John W). В качестве партнера фирмы Page&Schnable он предложил свою концепцию первого драглайна, который был выпущен в 1907 году компанией Monighan Machine Company. В 1912 году Джон У создал собственную компанию Page Engineering Co, начавшую серийный выпуск драглайнов в 1923 году.

 


 

Многие из изобретений, связанных с Page, используются и сегодня, например технология шагания, дизайн ковша и конфигурация дизельного двигателя, используемого исключительно для шагающих экскаваторов. Механизм копания первых драглайнов оказался удачным, но их движение было медленным и неуклюжим. Одна из первых моделей Page 222 была установлена на четырех железнодорожных платформах и перемещалась по рельсам. В 1913 году инженер компании Monighan Оскар Мартинсон предложил кардинально новое решение — использовать для перемещения драглайна две подвижные лыжи, установленные с каждой стороны поворотной рамы драглайна. Это дало Monighan значительное преимущество перед другими экскаваторами, и компания процветала.

С начала ХХ века в производстве драглайнов конкурировали американские компании Monighan Machine Co, Bucyrus Foundry&Manufacturing Co, Page Engineering Co, Marion Steam Shovel Co, Osgood Co и английская Ransomes&Rapier. В 1920-х годах начали выпускаться первые шагающие драглайны Page 430. В 1930-х механизм ходьбы был улучшен — Page реализовали пешеходную технологию, которая продолжала преобладать для драглайнов на протяжении более пятидесяти лет. В строительстве драглайнов доминировали Bucyrus и Marion, выпускавшие самые большие экскаваторы, но Page приобрел надежную репутацию своими малыми и средними драглайнами. Решающее значение в его успехах были доступность, надежность, простота в эксплуатации и обслуживании.

Подлинный бум развития драглайнов наступил в 1960-70-х годах, когда эти величественные горные машины производили около десятка компаний. Постепенно наиболее удачные игроки на рынке начали поглощать конкурентов. Особенно преуспел в этом Bucyrus, скупивший почти все известные компании, выпускавшие шагающие экскаваторы: Monighan Walking Dragline Co в 1931 году, Ransomes&Rapier в 1988-м, Marion Power Shovel Co в 1997-м. После многочисленных слияний к концу ХХ века большие драглайны производили только Bucyrus International Inc и P&H Mining Equipment. Последняя приступила к выпуску шагающих экскаваторов после покупки в 1988 году компании Page Engineering Co. В 2011 году за $8,8 млрд Bucyrus уступил все свои достижения американскому концерну Caterpillar. Здесь стоит отметить, что Bucyrus сумел купить Marion, своего основного конкурента в экскаваторостроении, всего за $40,1 млн.

С 2011 года в мире осталось всего три компании, способные производить большие драглайны: американские Caterpillar и Joy Global Surface Ltd (P&H) и российский Уралмаш. Драглайны с ковшами до 15 м3 выпускал украинский НКМЗ; индийские BEML и HEC производят несколько моделей по лицензиям Ransomes&Rapier и Bucyrus-Erie, а с 2011 года приступил к выпуску 6,5 и 11-кубовых драглайнов белорусский СИПРсОП. Наибольшее количество драглайнов выпустили Bucyrus (с 1910 года построено более 1100 экскаваторов 60 различных моделей) и НКМЗ (1902 ед.).

 


 

По пути совершенствования

 

С начала внедрения конструкция драглайнов менялась по пути увеличения мощности и линейных параметров, что позволяло с высокой эффективностью отрабатывать крупнейшие месторождения. Усложнялась конструкция стрел, совершенствовался привод, драглайны начали оборудовать механизмом шагания, сначала механическим, потом гидравлическим, повышались размеры драглайнов. Увеличение линейных параметров привело к опережающему росту массы рабочего оборудования и всего экскаватора. К примеру, увеличение длины стрелы драглайна на 1% приводит к увеличению массы машины на 0,5–0,7% (масса стрелы экскаватора составляет от 5 до 7% массы всей машины).

В конце ХХ века разработчики практически подошли к границе целесообразности дальнейшего увеличения линейных параметров и мощности драглайнов — бессмысленно создавать сверхтяжелую дорогостоящую (десятки млн долларов) машину с маленьким ковшом. Рост массы и параметров снижает жесткость конструкций, которая в ряде случаев может оказаться недостаточной и привести к появлению опасных колебаний. Показательна трагедия, случившаяся в 1999 году в Западном Питтсбурге (шт. Пенсильвания, США): на мягком грунте сполз набок и полностью перевернулся 1996- тонный драглайн Marion 7820 с ковшом 24 м3 и стрелой длиной 99 м. Оператор Дэвид Каркейс получил тяжелые травмы, но остался жив и получил компенсацию $500,0 тыс. (из поданного иска на $6,4 млн). Экскаватор впоследствии восстановили, и сегодня он продолжает работу.

 

Во всем мире с каждым годом наблюдается увеличение сложности условий ведения горных работ. Резко увеличиваются объемы вскрыши, горные работы уходят на глубину. Все это диктует необходимость создания наряду с принципиально новыми видами горного оборудования еще более мощных драглайнов с увеличенными рабочими радиусами. Сегодня созданию таких драглайнов способствует внедрение новых конструкционных материалов с повышенными прочностными характеристиками, использование высоколегированных сталей и композитных материалов. Современные достижения прогресса могут найти применение при проектировании основных несущих конструкций драглайна — поворотной платформы с надстройками, стрелы, вантовых систем.

 

Совершенствование драглайнов в последние 30 лет шло не только по пути увеличения их габаритов и массы. С ростом объемов добычи открытым способом в 1970-е годы возросла потребность в машинах, которые можно легко демонтировать и перемещать на новое место работы. В этот период производители начали создавать драглайны модульной конструкции. В 1978 году компания Bucyrus-Erie выпустила первый такой драглайн модели 380W, а ее основной конкурент Marion в 1980 году создала свою модульную модель 7450.

 


 

Бестранспортная система разработки является наиболее экономичной, поскольку одна машина (драглайн) выполняет все операции, связанные с разработкой, перемещением и складированием горной массы. Рабочий цикл современного мощного драглайна не превышает 60 сек. Его длительность зависит от высоты уступа, угла поворота ковша от места черпания до места разгрузки, крепости и состояния горной породы, а также технической характеристики машины (средняя структура цикла: 37% — копание; 28% — поворот и разгрузка ковша; 35% — обратный поворот к месту черпания и установка ковша).

Максимальная месячная производительность драглайна при работе его на углах поворота 90° и номинальной высоте уступа — 16–22 тыс. м3 на 1 м3 вместимости ковша (для машин класса 10 м3) до 14–17 тыс. м33 (для машин класса выше 100 м3). Крупнейший в мире драглайн компании Bucyrus-Erie 4250-W за 30 лет переработал 460 млн м3 грунта, при этом ежемесячная выработка достигала 2,29 млн м3. Крупнейший советский драглайн ЭШ-100.100 в 1982 году переработал 15,1 млн м3 горной массы. Эти достижения позволяют надеяться, что время монстров экскаваторного мира ещё не прошло. ■

 

Об авторе


-0+0
Просмотров статьи: 472, комментариев: 5       

Комментарии, отзывы, предложения

Инженер, 10.08.21 06:52:10

В России в 90-х годах было много экскаваторов в золотодобыче. Но их порезали и сдали на металлолом. А сколько осталось? Любопытно бы посчитать.

Юрий, 10.08.21 09:30:43 — Инженеру

Драглайны незаменимая техника при разработке россыпных месторождений, особенно если мощность вскрыши велика, но у него есть один существенный недостаток, машина имеет электрический привод, поэтому не везде ей можно найти применение, хотя мы считали экономику, при установке ДЭС куб вскрыши дешевле в два раза получается чем при традиционной транспортной вскрыше, еще у него тяжелый длительный пуск, ввиду этого надо ставить 2-ю ДЭС для запуска. Ну и вообще я не встречал драглайны работающие на ДЭС, дело новое, нужно науку подключать, что касается количества то думаю штук 100 еще помогают нам выжить, машины практически не убиваемые, ремонт только вовремя надо делать.

СНС, 10.08.21 10:38:11

Шагающие экскаваторы, при большой вскрыше экономичнее другой техники. На прииске Соловьевском при отработке глубокой россыпи Нагима при вскрыше 35-40 м задействовано 3 шагающих экскаватора: два ЭШ-10/70 на вскрыше и ЭШ-45/6 на добыче песков.

https://zolotodb.ru/article/11114/

Практик, 11.08.21 17:36:25

На Соловьевском советские шагаи остались. Новый сейчас купить - неподъемное дело.

Старатель, 12.08.21 17:57:54 — Всем

Мне приходилось работать с двумя такими, один ЭШ 15/70, второй ЭШ 20/90.

Супер техника!!!

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Производство драглайнов по плечу немногим »


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "четыре прибавить 9":