Почему не куча КамАЗов

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

Нужно, войти или зарегистрироваться для просмотра скрытого текста.

, в котором товарищ

Нужно, войти или зарегистрироваться для просмотра скрытого текста.

вопрошал, а не проще ли нагнать кучу КамАЗов вместо такого мастодонта. Вот этот коммент

Нужно, войти или зарегистрироваться для просмотра скрытого текста.

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.