Насмотрелся я в этом посте на карьерные самосвалы и вспомнилось, как когда-то довелось мне съездить на Хайбуллинский рудник в Башкирии, поснимать репортаж на "Всероссийском чемпионате операторов шахтных погрузо-доставочных машин."

Ну а раз восемь лет спустя меня, человека далекого от карьеров, эта тема всё еще цепляет, то расскажу и вам. Возможно, будет интересно, а кто-то может и себя узнает на фотографиях.

Вообще, ПДМ (погрузо-доставочная машина), это такая длинная гибкая штука, предназначенная для эффективной перевозки горной породы из горизонтальной карьерной шахты в самосвал или отвал недалеко от шахты. Сразу скажу, я не специалист в этой области, так что если более знающие люди захотят поправить какие-то формулировки - вэлкам.

Основная особенность ПДМ, это шарнирно-сочлененная рама. То есть она поворачивает за счет изгиба себя посередине, а не за счет поворота колёс. Так же, оператор в ней сидит поперек оси движения, короче, боком. Чтобы иметь возможность смотреть в оба направления движения.

В общем, это такой гибкий, плоский, чрезвычайно грузоподъемный червяк. И соревнование операторов этих червяков меня позвали фотографировать. Естественно, я не смог отказаться. Тем более пообещали халявную каску. С наушниками.

Проходило всё это дело в карьере Юбилейный, недалеко от Магнитогорска. Он, карьер, представляет из себя несквозную дыру в земле диаметров 800 метров и глубиной 230. Внушительная штука.

Так как чемпионат был всероссийский, то участники собрались со всей страны. От Норникеля и Кольского ГМК до Серебра Магадана и УГМК. Соревнования проходили по многим дисциплинам, в том числе теоретическим, но мне больше всего была интересна практика.

Одним из практических заданий была симуляция обычных работ, только на скорость и аккуратность. То есть, забор породы в шахте, вывоз её в отвал, разворот и парковка в "гараж".

Фотографии не могут передать всей той динамики и грации, с которой эта 27-тонная, 11-метровая дура, с массой забора породы 14 тонн, разворачивается на пятачке и паркуется между конусами. Так что смотрите видео. Если что, оно не ускорено.

Еще одно из внушительных соревнований состояло в заборе максимального веса одного куска породы. Короче, взять на ковш и привезти в самосвал самый большой камень.

Тут есть один нюанс. В принципе, машина рассчитана на 14 тонн загрузки. Но так как это соревнование, то один из операторов решил не мелочиться и привез два таких камушка. Каждый по 25-30 тонн.

Выглядело это довольно забавно. Когда на ковше такой груз, то задние колеса просто отрываются от земли сантиметров на 40. А так как рулится эта машина не поворотом колес, а переломом рамы, то оператор, балансируя на двух передних колесах, наклоняет джойстик, задняя часть складывается в какую-то сторону, и по инерции разворачивает оставшуюся часть машины с грузом. Примерно так.

Ну и еще пара роликов перевозки и погрузки в БелАЗ.

БелАЗ чуть не крякнул, как мне показалось.

После этого тяжеловесные упражнения закончились и настало время ювелирной работы. Для начала забрасывали баскетбольный мяч в корзину. Ну, это довольно просто.

А вот закрыть ковшом спичечный коробок мне показалось куда более сложной задачей. Ковш весит 5 тонн. Управление происходит джойстиком.

Но к удивлению, никто его не замял. Не знаю как так вышло, но в итоге точность выполнения оценивали по оставшейся торчащей незакрытой части коробка.

В общем, поразили меня эти штуки, честно говоря. Куча дури и филигранное управление. Ну и люди, конечно, кто ими управляет. Выглядит как магия какая-то.

Ну а потом понятно, награждения, банкет, водка-селедка, башкирское гостеприимство. Ну и каску обещанную получил. Короче, карьерная техника - это внушительно.

Несколько красивых фотографий в конце. Может кто себя или напарников узнает.

Добрый день, честной народ и конечно же мои подписчики! Наверняка меня уже забыли, поэтому напоминаю: пишу посты про горную промышленность и, в частности, про взрывные работы.

Сегодня на глаза попался пост Сколько стоит заправить БелАЗ, в котором товарищ @Magnit2017 вопрошал, а не проще ли нагнать кучу КамАЗов вместо такого мастодонта. Вот этот коммент #comment_166022238

Под этим комментом развилось обсуждение, которое меня сподвигло написать сей пост. Осторожно - многа букафф!

Итак, погнали!

Начнём с того, что карьер - результат кропотливых объемных расчетов и функционирует в жестких технико-экономических рамках.

Технологические цепочки вскрышного и добычного комплексов стрятся от экскаватора. Если совсем уж грубо описывать процесс выбора типоразмера техники (марки и модели подбирают позже), то это выглядит так:

- на основе укрупненных расчетов определяется оптимальная годовая производительность карьера.

- от производительности высчитывается показатель "суммарной емкости ковша экскаватора". Это некий условный экскаватор, который при такой емкости ковша один обеспечит требуемую производительгость.

- от показателя суммарной емкости ковша экскаватора и условий отработки (количество уступов, длина борта, темп углубки, конфигурация рудных тел и т.д) выбирается типоразмер и количество экскаваторов. Например, суммарная емкость 50м.куб, значит берем 10 пятикубовиков, или 3 двадцатикубовика, или 2 экскаватора с ковшом 25м.куб.

- под экскаватор подбирают самосвал по соотношению емкости кузова и емкости ковша. Ранее оптимальным считалось соотношение в 4-6 ковшей на наполнение одного кузова. Сейчас все чаще используется показатель 2-4.

- дальше идёт выбор конкретных марок и моделей, просчет производительности комплекса и экономических результатов. Что-то корректируется, изменяется, многократно просчитывается по вариантам, пока не будет найден наилучший.

Есть ещё и ЖД и конвейерный транспорт, но мы пока говорим про самосвалы.

Почему же проектировщики пытаются заложить машин поменьше, но большего типоразмера? Как уже говорилось, карьер существует в жёстких технико-экономических рамках. Один из показателей - угол наклона борта β (см. картинку). Чем он круче, тем быстрее окупается карьер, тем он больше приносит прибыли.

Если внимательно посмотреть на картинку и вспомнить курс геометрии,  то становится понятно, что чем круче откос уступа "альфа", больше высота уступа hу, меньше ширина рабочей площадки Шрп и меньше число уступов на всю глубину карьера Ну, тем круче борт, тем лучше карьер. Крутизна борта ограничивается условием его устойчивости. Слишком крутой борт может рухнуть.

А чтобы добиться заданных целей нужен большой экскаватор. Благодаря ему высоту уступа можно сделать больше, а количестао уступов меньше.

В итоге, для большинства карьеров результатом расчета будет экскаватор с ковшом от 4 кубометров и самосвалы, грузоподъемностью от 40-45 тонн (кузов 20-25 кубометров), в то время как большинство шоссейных грузовиков везут около 20 тонн.

Но есть же шоссейные машины близкой к 40 тоннам грузоподъемности, которые по объёму кузова подходят под такой экскаватор. Почему же они не подходят и горняки предпочитают плод сумрачного белорусского гения и ему подобных? Ответ - габариты. Для примера сравним автосамосвалы БелАЗ-7547 грузоподъемностью 45 тонн

Скания Р440 8х4 грузоподъемность 32-36 тонн (производитель даёт разные данные с кучей оговорок)

И БелАЗ-75440 грузоподъемностью 32 тонны

С первыми двумя машинами я работал и знаю, как они себя ведут в одинаковых условиях. "Малыша" взял для представительности. Дальше я их буду называть 45-тонник, скания и малыш для простоты. Все три машины исходя из объёма кузова можно использовать с 4кубовым экскаватором.

Начнем с габаритов. Длина 45тонника 8.09м, радиус разворота 10.2м. Длина скании 8.97, радиус 11.5! Малыш в длину 7.25 и при развороте вписывается в радиус 8.4м. Т.е. скания в этом списке по грузоподъемности в середине, а по габаритам больше всех. Под такую корову нужна широкая рабочая площадка. А чем шире площадка, тем положе борт, тем хуже показатели карьера.

Теперь разделим высоту машин с поднятым кузовом на их ширину. 45тонник - 8.2:4.1=2. Скания 8.79:2.55=3.44. Малыш 7.25:3.07=2.36. Опять скания победитель - у неё наибольшее отношение высоты к ширине. Значит она менее устойчива при разгрузке. Львиная доля опрокидываний набок происходит при разгрузке на отвале

БелАЗы и иже с ними так прикладываются отдохнуть куда как реже длиннобазных шоссейных собратьев.

Разница в габаритах обусловлена тем, что шоссейник должен быть не шире 2.5м, а размеры карьерного самосвала ограничены только фантазией конструктора.

Помимо вопросов устойчивости и габаритов длинные и узкие кузова шоссейников осложняют погрузку: нужно равномерно распределять горную массу по кузову, в узкий кузов сложнее попасть ковшом. В практически квадратный в плане кузов карьерного самосвала можно просто бухать все 4 ковша в середину и забыть.

Наличие 3 и более осей у шоссейников создают проблемы с разворотом. При минимальном радиусе разворота средние  оси тянет в сторону внешнего радиуса, рвёт резину. Более плавный разворот ведёт к увеличению рабочей площадки.

Подвеска и рама карьерных самосвалов расчитаны на падние крупных кусков взорванной породы из ковша экскаватора и езду по ухабам забойных дорог. Шоссейники рассчитаны на "мягкую" погрузку мелких сыпучих грузов и езду по асфальту. Чтобы не насиловать шоссейные чахопырки, взрывникам приходится мельче взрывать горные породы (обещание написать про взрывные работы в ближайшем посте исполнено). А это лишняя взрывчатка, лишнее буренее, лишняя трудоёмкость, лишние затраты. В карьере у таких машин быстро лопаются рессоры и мосты, переламываются рамы.

Хотя, БелАЗам тоже достётся, хоть и реже

Это мы всё рассматривали близкие по характеристикам машины. А вот, допустим, заменим 110-тонный карьерный самосвал на 10 старых 11 тонных КамАЗа. Нужно платить зарплату 10 водителям (пожалуй, они будут получать меньше водителя большегруза  но не в 10 же раз); иметь злую шиномонтажку - 100 лебезных шоссейных колёс вместо 6 толстых карьерных, это вам не шутки; иметь стояночные места под них; организовывать движение, особенно в начале смены и т.д.

Но всё же мелкие шоссейники используются на карьерах. Любят их дорожники, работа которых связана с выездом на дороги общего пользования. Также оправдывают они себя на плечах откатки более 5 км. Самолично проводил замеры и  расчёты по 45тонному БелАЗу и скании. Шоссейники берут за счёт скорости.

Но всё же, большому карьеру большой самосвал.

Вывод: большой парк маленьких самосвалов дороже и сложнен в эксплуптации, чем несколько больших карьрных самосвалов.

Если имеются вопросы, отвечу в комментах.

P.S.: планирую, что горняк Печенька будет появляться во всех моих постах на горную тему.

#comment_166125718