CC BY
107
семинар 7
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ «НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА ■
МОСКВА, МГГУ, ■ 25.01.99 - 29.01.99
© А.А. Кулешов, 2000
З
УДК 656.135.004.3:622 А.А. Кулешов
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ КАРЬЕРНОГО АВТОШАНСШОРТАНАСОВРЕМЕШОМШАШЕ! РАЗВИТИЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ
адача повышения эффективности карьерного автотранспорта решается одновременно в двух производственных сферах: 1) машиностроительной и 2) горнодобывающей. При этом, под воздействием рыночных отношений, их взаимовлияние в последние годы становится все более ощутимым: потребители горно-
транспортной техники становятся значительно требовательнее к ее качеству, а производители совершенствуют ее более быстрыми темпами, чем это было ранее. В условиях острого дефицита денежных средств горные предприятия закупают новые автосамосвалы небольшими партиями (от 2 до 5 шт. в год) или единичные экземпляры. Важным фактором,
влияющим на закупку новой техники, является, безусловно, ее цена. Основной производитель автосамосвалов для горно-добывающей промышленности - Белорусский автомобильный завод - значительно повысил цены на свою продукцию, и существовавший ранее большой разрыв в ценах на аналогичную продукцию (в 2 и более раз) фирм США и Японии постепенно сокращается. Такое явление вполне закономерно, так как, с одной стороны, БелАЗ постоянно совершенствует конструкцию машин, повышает их качество, а с другой - вышел на широкий международный рынок, что не могло не повлиять на цену его продукции.
В 1995-1996 гг. завод провел очередную существенную модернизацию
машин грузоподъемностью 30 и 42 т: установлены дизели большей мощности с пневмостартерным пуском, электрогидравлическая передача 5+2 с автоматическим электрогидравличе-ским пультом управления, гидравлическим приводом рулевого управления, более комфортная кабина и оперение. Ведется работа по созданию автосамосвалов с гидромеханической трансмиссией (ГМТ) нового поколения грузоподъемностью 32...36 и 45...65 т, которые придут на смену выпускаемым сегодня автосамосвалам. Первой базовой машиной новой серии является автосамосвал БелАЗ-7555 грузоподъемностью 55 т, который проходит эксплуатационные испытания. Заканчивается изготовление двух опытных образцов автосамосвала грузоподъемностью 45 т. Ведутся поисковые работы по созданию автосамосвалов с ГМТ грузоподъемностью 90 и 135 т, что является требованием времени, учитывая успешный опыт эксплуатации подобных автосамосвалов фирмы «Катерпиллер» (США) [1].
Одной из наиболее перспективных новых моделей автосамосвалов является БелАЗ-75131 грузоподъемностью 130 т, которая стала поступать на карьеры в 1997 г. Испытания, проведенные на одном из карьеров АОА «Олкон» (бывший Оленегорский ГОК), показали его высокую эффективность: себестоимость перевозки 1 т руды снизилась на 18,6% по сравнению с автосамосвалами БелАЗ-7512
грузоподъемностью 120 т. Расчеты показали, что замена всего парка машин БелАЗ-7512 (27 шт.) и БелАЗ-7519 (3 шт.) этими новыми машинами позволит сократить численность парка на 3 единицы. Срок окупаемости автосамосвалов БелАЗ-75131 составляет 2 года.
Несмотря на некоторые конструктивные недостатки, автосамосвалы БелАЗ-75131 имеют существенные преимущества перед 120-тонными машинами и рекомендуются к эксплуатации в условиях карьеров ОАО «Олкон» и других горных предприятий.
Конструктивное усовершенствование автосамосвалов идет также по линии уменьшения энергопотребления за счет установки на них более экономичных дизелей «Камминс» и «Катерпиллер» (США), которые расходуют на 1520% топлива меньше, чем отечественные дизели или дизели чешского производства, которые нашли широкое применение на автосамосвалах БелАЗ.
Важнейшим шагом вперед является установка на карьерных автосамосвалах бортовых комплексных диагностических систем, контролирующих более 130 параметров работы автомобиля, информируя водителя о состоянии агрегатов и систем. Универсальный блок приема и обработки информации обеспечивает прием информации по системе диагностики и вырабатывает управляющее воздействие, значительно укрощая выявление неисправностей.
На последних моделях автосамосвалов БелАЗ-75131 устанавливается система централизованной смазки фирмы «LINCOLN» для смазывания пластической смазкой узлов рулевого управления, подвески, опрокидывающего механизма и опор платформы. Смазка через определенное время подается к дозаторам и в необходимом количестве подается к конкретным точкам смазки автосамосвала.
Белорусский автозавод в последние годы создал новые машины для выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту автосамосвалов [2]. Для доставки неисправных машин из карьера в ремзону и изготавливаются специализированные тя-гачи-буксировщи-ки БелАЗ-7423 и БелАЗ-7424 соответственно на шасси 42-тонного и 120-тонного автосамосвала. Для проведения ремонтов отка-
Московский государственный горный университет
завших машин на трассе создана машина техпомощи БелАЗ-4901, укомплектованная набором агрегатов, приспособлений и инструментов, который обеспечивает выполнение сварочных, механосборочных и монтажных работ.
Таким образом, в производстве карьерных автосамосвалов наблюдается явный прогресс.
Есть ли такой же прогресс в использовании этой дорогостоящей техники на горных предприятиях? Здесь тоже решен ряд серьезных проблем, что позволило повысить и производительность машин, и их ресурс.
Прежде всего следует отметить, что на большинстве карьеров ОАО «Олкон», АО «Апатит» и др. научились строить хорошие дороги и поддерживать их круглый год в надлежащем состоянии. То есть, всем эксплуатационникам стало понятно, что на дорогах нельзя экономить. Результат: среднетехнические скорости автосамосвалов даже на глубоких карьерах (высота подъема груза -140... 150 м) составляет 20...22 км/ч, а на некоторых карьерах и больше. Это сразу же сказалось на увеличении ресурса дорогостоящих сверхкрупногабарит-ных шин. Так, на карьерах ОАО «Олкон» ресурс шин типоразмера 33.0051 фирмы Bridgestone составил в 1998 г. 106,2 тыс. км, Бобруйского завода -
63,2 тыс. км. Это очень высокие показатели. Впечатляет также и общий ресурс автосамосвалов до списания. На этом предприятии средний пробег списанных в 1996-1998 гг. автосамосвалов составил 352,0 тыс. км (средний срок
службы - 79,7 мес.), что выше плановых нормативов (350 тыс. км), еще недавно казавшимися трудно достижимыми. Однако не секрет, что этот показатель имеет и негативный оттенок: из-за отсутствия средств на приобретение новых машин горные предприятия просто вынуждены искусственно продлевать ресурс машин, хотя экономически это и не всегда выгодно.
Некоторый прогресс в сфере эксплуатации автосамосвалов замечен в деле подготовки кадров, техническом обслуживании и ремонте машин, оперативном управлении транспортным процессом. Однако и на сегодня по-настоящему нерешенными остаются следующие вопросы:
1. Оптимизация энергозатрат на транспортирование горной массы в зависимости от горно-технических и климатических условий, израсходованного ресурса (возраста) машин.
2. Учет и контроль работы не только в целом подсистемы карьерного автотранспорта в общей системе карьера, но и каждого автосамосвала, каждого его агрегата, узла, что создает базу для построения системы технического обслуживания и ремонта машин на современном уровне, позволяет определять на основе положений теории надежности требуемое количество запасных частей, оборотных агрегатов и узлов.
3. Экологическая безопасность карьерного автотранспорта.
Анализ фактического расхода дизтоплива автосамосвалами БелАЗ-
75121 на карьерах ОАО «Олкон» за последние 5 лет указывает на тенденцию увеличения потребления топлива как по пробегу (с 530 до 730 л/100 км), так и по удельному расходу (с
127,2 до 143,2 г/т.км). Наряду с ухудшением горно-тех-нических условий по мере углубления горных работ, это вызвано также ухудшением технического состояния машин (табл. 1).
Для карьеров ОАО «Олкон» предложены временные дифференцированные нормы расхода топлива автосамосвалами с учетом экспериментальных данных.
Основным препятствием для разработки оптимальных нормативов расхода топлива является отсутствие в настоящее время надежных бортовых расходомеров, позволяющих производить замеры потребления топлива дизелем непосредственно на трассе с записью параметров на магнитную ленту. До создания таких приборов придется обходиться довольно примитивными техническими средствами и данными хронометраж-ных наблюдений. Известен, конечно, апробированный способ замера топлива на трассе по положению рейки топливного насоса. Но этот способ достаточно трудоемок, требует стендовой настройки и регулировки топливной аппаратуры и прове де-ния замеров подготовленными специалистами с применением измери-тельно-реги-стрирующей аппаратуры.
Таблица 1
УДЕЛЬНЫЙ РАСХОД ТОПЛИВА АВТОСАМОСВАЛАМИ БЕЛАЗ-75121 ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ
Расход топлива, Пробег автосамосвалов, тыс. км
г/т км Фактический (Ф) Нормативный (Н) Соотношение Ф/Н, % До 100 115,8 114,4 101 От 100 до 200 151,3 139,7 111 Более 200 159,5 136,7 117
Таблица 2
Расчетное содержание вредных выбросов в ОГ автосамосвалов БелАЗ (и=3,8 км)
В условиях жесткой конкуренции на мировом рынке все дизелестроительные фирмы направляют основные усилия на повышение топливной экономичности дизелей, что напрямую связано с решением другой важнейшей задачи - обеспечение экологической безопасности карьерного автотранспорта. Решение ее идет по следующим направлениям:
• создание малотоксичных дизелей;
• применение различных антидым-ных присадок к топливу и альтернативных видов топлива - водорода, метана, водо-топливных эмульсий и пр.;
• применение нейтрализаторов отработавших газов (ОГ);
• применение бортовых систем индивидуальной защиты водителей от газа и пыли.
Не имея возможности подробно изложить в настоящем докладе основные достижения и нерешенные проблемы по каждому из этих направлений, отметим лишь, что за последние, примерно, 10 лет есть серьезные наработки: отечественные и зарубежные фирмы создали уже если не совсем экологически чистые дизели, то существенно снизили их токсичность (например, последняя гамма дизелей АО «Ярославский моторный завод»); разработаны и прошли широкие промышленные испытания раиичные анти.чым-
ные присадки, снижающие выброс сажи в атмосферу на 60... 100% (например, антидымная присадка ЭКО-1 института ВНИИ НП, г. Москва); разработаны и испытаны на автосамосвалах БелАЗ новые типы нейтрализаторов ОГ, разработанные в Казахстане [3]; автономные бортовые системы индивидуальной защиты прошли испытания на ряде крупных карьеров, но пока не получили распространения ввиду их недостаточной эффективности и узколокального решения части общей проблемы.
Тем не менее определенные успехи здесь имеются. Для того, чтобы правильно рассчитывать технические средства для нейтрализации воздействия отработавших газов на окружающую среду, необходимо уметь правильно рассчитывать их объемы при работе различных типов автосамосвалов в различных условиях. Специалистами СПГГИ (ТУ) совместно с Центральным научно-исследо-
вательским дизельным институтом (ЦНИДИ)
разработана и апробирована соответствующая методика [4]. Результаты расчетов по этой методике приведены в табл. 2. Видно, что в аналогичных условиях общий объем вредных выбросов снижается с увеличением автосамосвалов большей грузоподъемности.
В современных условиях, когда 1 фактически 1! любой сфере проичнод-
ственной деятельности широко применяются компактные вычислительные средства (РС ЭВМ типа «Pentium» и др.), все основные задачи учета и контроля карьерного автотранспорта можно решать с их помощью. Для Управления автомобильного транспорта ОАО «Олкон» нами разработаны основные принципы создания соответствующей информационной системы (базы данных). Разрабатываемая база данных создается в среде Microsoft Access for Windows. Целью системы является долговременное хранение информации о техническом состоянии машин, работе транспортного цеха и оперативное получение отчетов в виде таблиц, графиков и пр. о текущем, промежуточном и итоговом состоянии свойств структурных составляющих системы для обоснования (информацион-ной поддержки) принятия технических решений.
Планируется завершить разработку этой системы и внедрить ее совместно со специалистами ОАО «Олкон» в 1999 г.
Проведенный анализ показывает, что у карьерного автотранспорта имеется еще много неиспользованных резервов, что позволяет уверенно прогнозировать ему ведущую роль на открытых работах на далекую перспективу.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. А.Н. Егоров. За шагом-шаг, за вехой-веха (БелАЗ - горному производству)./Горный журнал, 1998, №6, с. 10-14
2. В.И. Ксеневич. Специализированные машины для обслуживания технологических транспортных работ./Горный журнал, 1998, №6, с.25-27.
3. Г.И. Жуков, В.Г. Бондаренко, ДМ. Жарков. Новые каталитические нейтрализаторы для автосамосвалов БелАЗ-7523./Горный журнал, 1993, №7, с.44-45.
4. АА. Кулешов, ОД. Серебренников, ЛА. Новиков. Расчет объемов вредных выбросов при работе дизельной техники на карьерах./Горный вестник, 1998, №5, с.55-61.
\№1
Кулешов А.А. — профессор, доктор технических наук, Санкт-Петербургский государственный горный институт
