Белаз 650 тонн. Как работают «БелАЗы». Репортаж из кабины гигантского самосвала. Силовая установка и ее характеристики
Первый показ БелАЗа‑75710 состоялся в Жодине год назад. А в августе 2014-го самосвал приступил к работе в Кузбассе.
Самый большой автомобиль в мире БелАЗ-75710. Грузоподъемность 450 т. Производство ОАО «БелАЗ», Жодино (Белоруссия). В России с августа 2014 года. Цена не разглашается.
Любая из характеристик сверхгиганта впечатляет. БелАЗ‑75710 - это не только 450 тонн груза в кузове и почти 4600 сил от двух дизельных двигателей MTU DD16 V4000, но и 5600 литров топлива на борту, 538 литров машинного масла и 1800 литров гидравлической жидкости!
УЗЕЛ В СБОРЕ
Скомпоновать карьерный самосвал - не легковушку собрать. Необходимо найти компромисс между всеми параметрами необычной машины. База, ширина, высота, агрегаты и компоненты, геометрические особенности карьера - вот далеко не полный список. Но белорусским конструкторам опыта не занимать .
Первое, от чего плясали разработчики гиганта, - шины! Их несущая способность определяет всё остальное. На БелАЗе‑75710 стоят восемь шин «Бриджстоун» исполинского размера 59/80R63. Они самые большие в мире. Одна такая покрышка весит 5,5 тонны!
Затем инженеры выбирали схему управления. Для мастодонтов, да еще и с двускатной передней ошиновкой, традиционная схема с передними поворачивающимися колесами не подходит. Вариантов всего два: шарнирно-сочлененная рама и поворотные мосты. В первом случае узлу шарнирного сочленения пришлось бы испытывать адские нагрузки и шарнир разросся бы до невероятных размеров. Потому стали работать со второй схемой.
В освоенных карьерах существуют габаритные ограничения, привязанные, в первую очередь, к ширине технологических дорог. Поскольку БелАЗу‑75710 предстояло колесить по дорогам, заточенным под «компактные» 360-, 320‑ и 220‑тонные самосвалы, требования заказчика к радиусу поворота были весьма жесткими.
Разработчики называют схему с поворотными мостами «экскаватор вверх ногами». В экскаваторе шасси неподвижно, а корпус вращается, в БелАЗе же неподвижным остается корпус, а поворачиваются расположенные под рамой мосты.
РАМА
Когда выбрали схему управления, взялись за раму, которая ничего общего с традиционной «лестницей» обычных грузовиков не имеет - у карьерников она совсем другой формы. Но у 450‑тонного гиганта рама уникальна и вовсе не похожа даже на конструкцию других тяжеловесов.
В раму требовалось вписать два шарнирных элемента, на которых вращаются гигантские мосты. Скомпоновали ловко и изящно. А дальше необходимо было совершить маленькое технологическое чудо.
Для шарнирного поворотного элемента нужен подшипник диаметром 2,75 м! Всего четыре фирмы в мире изготавливают такие подшипники. Белорусы вели переговоры с двумя лидерами - французской фирмой «Ролликс» (Rollix) и немецкой ИМО (IMO). В итоге в борьбе за престижный заказ победила ИМО. А каким сделать сечение рамы? Оптимальным признали так называемое кессонное сечение, применяемое в кораблестроении. Именно такое может обеспечить необходимый ресурс при минимально возможных металлозатратах. Но и металл здесь необычный! Это особо прочная шведская сталь «Уэлдокс 800» (Weldox 800). Материал настолько твердый, что далеко не всякий обрабатывающий станок ее возьмет. Поэтому в Швеции заказывали не просто листы металла, а уже раскроенные по белазовским чертежам. Далее эти заготовки необходимо было сварить между собой, расточить посадочные места под гигантские подшипники и насверлить отверстия под крепеж.
Для сборки гигантской рамы требовалось еще более масштабное оборудование. На самом БелАЗе оснастки таких габаритов не нашлось. На помощь БелАЗу пришел Минский станкостроительный завод имени Октябрьской революции (МЗОР). На нем рама для сверхгиганта обрела требуемые формы. Потом ее перевезли в Жодино.
СИЛОВАЯ УСТАНОВКА
В моторный отсек не заглядывают - в него заходят. Внутри можно гулять. Ощущения необычные, словно у героя рассказа Эдуарда Успенского «Гарантийные человечки», побывавшего в недрах холодильника и часов.
На БелАЗ‑75710 два мощнейших двигателя MTU DD16 V4000 крутят два огромных генератора, а электроэнергия передается на четыре мотор-колеса. Необходимую мощность мог бы развить и один двигатель - такие существуют, но нет подходящих генераторов, способных в одиночку выработать столько энергии. Именно поэтому решили использовать два дизеля и два электрогенератора с общим шкафом управления.
Порожний самосвал передвигается на одном дизеле, а у загруженного подключается второй. Для равномерности износа левый и правый дизели на холостом пробеге включаются поочередно.
Электропривод выбирали у одного из двух производителей - российского холдинга «Силовые машины» и немецкого «Сименса». Отечественный производитель был готов создать нужный привод только в 2016 году, и это не устроило заказчика. Энергомашиностроительное подразделение «Сименса» изготовило не только электропривод переменного тока, но и систему управления к нему.
ГИДРАВЛИКА
Гидравлическая система машины - объединенная. Использован общий бак с гидравлической жидкостью для тормозов, для цилиндров опрокидывания и для цилиндров поворота. Всё это хозяйство приводит в действие даже не насос, а насосная станция «Бош Рексрот» (Bosch Rexroth).
Когда поднимают самосвальную платформу, рулевое управление отключается и все гидромасло задействуется на подъем. Нецелесообразно возить огромный объем масла, чтобы обеспечивать одновременное опрокидывание и маневрирование.
В рулевой гидравлике использовано четыре гидроцилиндра, по два на каждый мост. Сначала полностью поворачивается передний мост в крайнее положение, и только после этого начинает двигаться задний мост. При двух «сложенных» мостах радиус поворота составляет всего 19,8 м (по отпечатку наружного колеса). Это при общей длине более 20 м!
По соотношению радиуса поворота и длины 450‑тонник вполне можно признать сверхманевренным транспортным средством. Однако для последующих образцов инженеры отрабатывают иную схему управления, которая обеспечит одновременный поворот двух мостов. Это улучшит маневренность и обеспечит самосвалу эффективный крабовый ход.
БЕЗОПАСНОСТЬ
Огромные машины иногда попадают в аварии и даже переворачиваются - в карьерах всякое случается. Против опрокидывания в подвеске 450‑тонника впервые на карьерном самосвале применили стабилизатор поперечной устойчивости - уникальное решение.
Установили систему кругового видеообзора. Но помимо видеокамер БелАЗ‑75710 с четырех сторон обвешан еще и специальными радарами, реагирующими на человека. Да-да! Если кто-то решит прогуляться под самосвалом, водитель узнает об этом.
Установлены на БелАЗ‑75710 и электронные весы, индикаторы которых смонтированы по бокам. Экскаваторщик смотрит на них и видит, сколько он закинул в кузовок.
Есть страховка на случай выхода из строя рулевой гидравлики. Это пневмогидроаккумуляторы рулевого управления. Давления в них хватит для того, чтобы съехать с дороги и уступить место другим машинам.
ВЫГОДНО
Оправдывают ли себя такие сверхгрузовики? Да. Один 450‑тонник в эксплуатации значительно дешевле, чем два 220‑тонника.
Цены на подобные машины никогда не озвучивают. Мы можем оперировать только косвенными данными. Например, в американском прайс-листе одна шина «Бриджстоун» 59/80R63 стоит 40 000 долларов. Говорят, пока эти шины добираются до сибирских карьеров, их цена возрастает до 100 тысяч. Таким образом, только комплект покрышек для БелАЗа‑75710 может стоить около миллиона долларов.
Цена силового электропривода «Сименс» составляет около трех миллионов долларов. Плюс остальное железо, доставка, сборка… Словом, дорого.
За такие деньги машины вкалывают за троих. Рабочая смена БелАЗа в карьере длится 23 часа в сутки. Час уходит на дозаправку и смену водителей.
Единичным образцом БелАЗ‑75710 точно не останется. Контракт предусматривает поставку нескольких машин. Уже сейчас в Жодине собирают второй экземпляр, и он должен стать лучше первого.
ПО ОТЦОВСКОЙ ЛИНИИ
О схеме управления с двумя поворотными мостами на восьми шинах Белорусский автозавод задумался еще в начале 1970‑х годов. Тогда на компонентах 42‑тонника построили экспериментальный «передвижной стенд» , на котором впервые обкатали некоторые идеи.
В 1977 году схему опробовали на более тяжелой экспериментальной машине. БелАЗ‑7520 с поворотными мостами, 110‑тонник, получился чрезмерно высоким. Идею поворотных мостов отправили в архив, чтобы через три с половиной десятилетия возродить в новом качестве. Первым эксплуатируемым товарным сверхгрузовиком на восьми шинах стал 280‑тонник БелАЗ‑75501 , собранный в 1990 году. Построили всего один экземпляр. Он оставался рекордсменом по грузоподъемности среди БелАЗов на протяжении 15 лет.
В 2005 году, когда освоили выпуск шин размером 55/80R63, на свет появился 320‑тонный БелАЗ‑75600 на шести таких колесах.
Как только шинники усилили свое изделие, доведя размер покрышки до 59/80R63, 320‑тонник стал 360‑тонником . Это произошло в 2010 году. БелАЗ‑75710 (450‑тонник) базируется на этих же шинах. Подобные колёса выпускают только «Мишлен» и «Бриджстоун».
Следующий рывок в росте грузоподъемности карьерных самосвалов зависит от шинной промышленности.
ПЛЮС: Самая низкая себестоимость перевозки тонны породы МИНУС : Количество карьеров, способных принять самосвал таких габаритов, можно пересчитать по пальцам
Среди производителей спецтехники, предназначенной для работы в карьерах существует несколько признанных мировых лидеров, и Белорусский Автомобильный Завод (БелАЗ) входит в их число. Если говорить о , то предприятию, расположенному в небольшом городе Жодино, под Минском, принадлежит третья часть мирового рынка.
Карьерные самосвалы БелАЗ преимущественно эксплуатируются в России (более 60%). Вообще, основная часть выпускаемой предприятием техники поступает на экспорт:в 2012 году заводом были заключены договоры на поставку своей продукции в 32 страны мира. Среди новых рынков сбыта - Индонезия, Финляндия и даже Австралия.
Первая модель самосвала, разработанная конструкторами завода, была выпущена в 1961 году. Им стал 27-тонник БелАЗ-540. За 25 лет производственная мощность завода значительно увеличилась, и к 1985 году предприятие могло выпускать уже до 6000 моделей таких самосвалов в год. Широкая линейка самосвалов БелАЗ представлена машинами грузоподъемностью от 30 до 400 тонн.
Карьерные самосвалы БелАЗ, как правило, используются на участках, где ведется открытая разработка полезных ископаемых, в процессе строительства масштабных сооружений гидротехнического или промышленного назначения, дорожно-магистральных комплексов или предприятий перерабатывающей промышленности. Основное цель их эксплуатации - перемещение горной массы и грузов сыпучего характера. Техника успешно справляется с поставленными задачами, независимо от климатических условий.
Модель 7540 - 30-тонник. Модификации этой машины - 7540 А, В, С, D, E, K отличаются установленным двигателем и вместимостью кузова. Так, к примеру, модели 7540 В и Е комплектуются двигателями производства ЯМЗ мощностью 265 кВт, а модель 7540 С - двигателем мощностью 312,5 кВт. Коробка передач - гидромеханическая.
Объем кузова модели карьерного самосвала 7540 А может быть 15,1 или 17,8 куб.м. У модели 7540 D кузов вмещает 15,1; 19,8 или 24,7 куб.м. материала. Радиус поворота техники - 8,7 м. Полная масса в стандартной комплектации - 22,6 тонны. Максимальная скорость, которую способен развить самосвал - 50 км/ч.
Обзор серии карьерных самосвалов БелАЗ 7547
Серия карьерных самосвалов БелАЗ 7547 имеет грузоподъемность от 42 до 45 тонн, представлена тремя моделями 7547, 75471, 75473. Двигатели ЯМЗ, установленные под капотом грузовых машин 7547 и 75471 имеют мощность от 368 до 448 кВт, модель 75473 комплектуется двигателем Cummins мощностью 448 кВт.
Самосвалы оснащены зависимой пневмогидравлической подвеской. Задний мост - механический. Объем кузова моделей 7547 и 75473 - от 21,5 до 35,9 куб.м, у модели 75471 - 21,5 куб.м. Полная масса техники составляет 78,1 тонн. Габаритные размеры техники 8,4 х 4,1 х 4,4 м.
Карьерные самосвалы БелАЗ серии 7555 - технические характеристики
Карьерные самосвалы БелАЗ 7555 представлены моделями 7555 B, 7555 D, 7555 E, 7555 F. Грузоподъемность техники варьирует от 55 до 60 тонн, а полная масса машин - 95,5 - 104 тонны. Максимальную эффективность самосвалы показывают при эксплуатации в тандеме с экскаваторами или погрузчиками, вместимость ковша которых от 8 до 12,5 куб.м. Техника комплектуется гидромеханической трансмиссией с формулой 6+1.
Подвеска, установленная на карьерных самосвалах БелАЗ этой серии - пневмогидравлическая. Двигатель - Cummins мощностью 522 - 560 кВт. Геометрический объем кузова модели 7555 В - 22,7; 22,3; 28 куб.м, модели 7555 D - 50 куб.м., 7555 Е - 28 куб.м. Максимальная скорость, которую способна развивать техника - 55 км/ч.
Серия карьерных самосвалов БелАЗ 7513
Серия 7513 - это карьерные самосвалы БелАЗ, способные перевозить до 110 - 136 тонн грузов. В том числе, они успешно эксплуатируются в сложных горнотехнических условиях. К преимуществам этих автомобилей можно отнести дизельный двигатель, имеющий с электронное управление и снабженный подогревателем топлива; электромеханическую трансмиссию, которая позволяет свести к минимуму эксплуатационные затраты и, в то же время, обеспечивает высокую производственную мощность; объединение рулевого управления, тормозов и опрокидывающего элемента в единую гидросистему.
Несмотря на значительные габариты (11,4 х 6,4 х 5,9 м) , техника отличается высокой маневренностью и имеют малый радиус поворота (13 м). Геометрический объем кузова карьерных самосвалов БелАЗ этой серии, в зависимости от модели варьирует от 45,5 до 103,8 куб.м., вместимость с "шапкой" - от 71,2 до 134,8 куб.м. Полная масса техники - 24 - 24,5 тонны (также зависит от модели и комплектации). Мощность двигателя Cummins - от 895 до 1194 кВт.
Эта серия представлена такими моделями, как 75131, 75135, 75137, 75139, 7513, 7513 А, 7513 В. Производитель рекомендует использовать в процессе работ экскаваторы и погрузчики с ковшами вместимостью от 12 до 20 куб.м.
Карьерные самосвалы БелАЗ 75600 - обзор тяжелого класса техники
Модели серии 75600 имеют грузоподъемность 320 - 360 тонн и считаются одними из наиболее тяжелых машин в своем классе. Отличные показатели работы этих карьерных самосвалов БелАЗ обеспечивают мощный двигатель 2600 - 2800 кВт и электромеханическая коробка передач.
Объем кузова грузовиков - 139 - 162 куб.м. Полная масса техники - 610 - 620 тонн. Максимальная скорость - 64 км/ч. Для совместной эксплуатации оптимально использовать погрузочную технику с объемом ковша 45 - 60 куб.м.
БелАЗ 75710 – уникальный самосвал с грузоподъемностью 450 тонн, считающийся самым большим в мире. Дебют автомобиля состоялся осенью 2013 года. Первая модель в декабре 2014 года отправилась в Кемеровскую область в город Березовский для эксплуатации в угольном разрезе «Черниговец». Спустя месяц техника провезла по полигону груз массой 503,5 тонны, установив рекорд, официально зафиксированный в книге Гиннеса.
Второй экземпляр БелАЗ 75710 собрали в 2016 году. В течение нескольких лет машина тестируется на территории Белорусского автозавода. Третья машина находится на стадии сборки. Все модели предназначаются для работы на территории России.
Предшественником БелАЗ 75710 стал сверхтяжелый автомобиль БелАЗ 75501, способный перевозить до 280 тонн. До 2005 года модель считалась флагманом линейки Белорусского автозавода. Однако появление БелАЗ 75600 с грузоподъемностью 320 тонн нарушило ее гегемонию. На этом разработчики не остановились и создали еще более мощный вариант – БелАЗ 75710.
Основной причиной разработки столь большого самосвала стало не стремление к славе и рекордам, а экономическая выгода. В сравнении с машинами меньшей грузоподъемности один экземпляр БелАЗ 75710 обеспечивает существенную выгоду. Несмотря на большую стоимость и серьезные затраты на обслуживание, модель имеет наиболее низкую себестоимость транспортировки 1 тонны породы среди всех карьерных самосвалов.
Модификации
БелАЗ 75710 собирается вручную и выпускается в ограниченном количестве. Говорить о разнообразии модификаций данной серии не приходится. Она представлена единственной версией с заданными показателями.
Видео обзор
Технические характеристики
Габаритные размеры:
- длина – 20600 мм;
- ширина – 9750 мм;
- высота – 8170 мм;
- радиус поворота – 19800 мм.
Масса автомобиля составляет 360000 кг, грузоподъемность – 450000 кг. Полная масса равняется 810000 кг.
Параметры кузова:
- геометрический объем – 157,5 куб.м;
- максимальная вместимость при загрузке с «шапкой» – 269,5 куб.м.
Характеристики базовых колес:
- шины – 59/80R63;
- колеса – 44,00-63/50.
Максимальная скорость составляет 67 км/час.
Двигатель
БелАЗ 75710 комплектуется 2 дизельными агрегатами MTU Детройт Дизель 16V4000, установленными поперечно. Моторный отсек автомобиля имеет огромные размеры и о компактности здесь не может идти речи.
Характеристики силовых установок MTU Детройт Дизель 16V4000 (1 двигатель):
- рабочий объем – 65 л;
- номинальная мощность – 1715 (2330) кВт (л.с.);
- максимальный крутящий момент – 9313 Нм;
- количество цилиндров – 16.
При столь большой мощности агрегаты имеют соответствующий расход топлива – около 1300 л/100 км. Автомобиль оснащается 2 топливными баками, емкость каждого составляет 2800 л.
Устройство
Конструкция БелАЗ 75710 имеет мало общего с классическими самосвалами. Для 45-тонного автомобиля пришлось искать уникальное решение. В итоге в раму вписали 2 шарнирных элемента. На них вращаются огромного размера управляемые мосты. Шарнирные элементы оборудованы подшипниками с диаметром 2750 мм. Сама рама изготовлена с применением кессонного сечения, используемого в судостроении. Для создания рамы выбрана шведская сталь повышенной прочности (Weldox). Обработать данный материал может не каждый станок, потому из Швеции приходят уже готовые заготовки, которые на Белорусском автозаводе дорабатывают и сваривают.
В ходовой части используется зависимая пневмогидравлическая подвеска с гидравлическим амортизатором. Передний и задний мосты автомобиля одинаковые. Шаровых опор и шкворней в БелАЗ 75710 нет, а управляемыми являются оба моста. Несмотря на огромные размеры, самосвал является достаточно маневренным.
Двигатели вырабатывают колоссальную мощность, которая необходима для бесперебойной выработки электроэнергии и функционирования 2 генераторов YJ177A (мощность – 1704 кВт), направляющих ток на тяговые электродвигатели и гидравлику.
На БелАЗ 75710 устанавливаются 4 электродвигателя 1TB3026-0G-03 (находятся внутри ступиц колес). Мощность каждого электромотора составляет 1200 (1630) кВт (л.с.). Генераторы вместе с электродвигателями называются тяговыми установками. Для автомобиля используются тяговые установки компании Siemens MMT500. В дальнейшем на Белорусском автозаводе планируют применять тяговые установки, производство которых осваивается в Санкт-Петербурге. Данный комплекс совместно с тормозной установкой УВТР и силовым шкафом управления именуется электромеханической трансмиссией. Именно она используется для управления самосвалом БелАЗ 75710.
На автомобиле применяется объединенная гидросистема с общим баком для гидравлической жидкости. Работает механизм от насосной станции Bosch Rexroth. В рулевой гидравлике задействованы 4 гидравлических цилиндра. Поворот начинается с переднего моста, а затем в движение приводится задний мост. При поднятии платформы происходит отключение рулевого управления, чтобы полный объем гидромасла шел на подъем. Грузовая платформа связана с рамой страховочными тросами, которые при отказе гидросистемы удерживают кузов от резкого падения.
Каждое колесо БелАЗ 75710 имеет двухдисковые тормоза с гидроприводом. Однако эффективного торможения полностью загруженной машины они обеспечить не в силах, потому здесь применяется дополнительная электродинамическая тормозная система. Торможение в этом случае также осуществляется при помощи электромотора, приводящего автомобиль в движение. Для отвода тепла, образующегося в процессе торможения, используется система воздушного охлаждения.
Безопасности в БелАЗ 75710 уделено особое внимание. Впервые в истории карьерных самосвалов в конструкции модели появился стабилизатор поперечной устойчивости. За счет этого увеличилась плавность хода и была обеспечена дополнительная защита от бокового опрокидывания. Система кругового видеообзора с камерами, датчиками движения и особыми радарами, регистрирующими приближение к технике человека, пришлась очень кстати. Также самосвал получил индикаторы электронных весов (установлены с каждой стороны). Посредством них экскаваторщик мог видеть в режиме реального времени, какое количество груза находится в кузове. На случай проблем с рулевой гидравликой была предусмотрена страховочная система, которая позволяла безопасно остановиться.
Кабина БелАЗ 75710 сильно отличается от других самосвалов и больше напоминает рубку огромного лайнера. Она насыщена разнообразными датчиками и устройствами и располагается очень высоко. В салоне находится все, что необходимо для безопасной эксплуатации машины в штатном режиме. Верхняя площадка автомобиля имеет большую ширину и называется палубой.
По уровню комфорта БелАЗ 75710 не уступает передовым европейским стандартам. Водитель в салоне самосвала чувствует себя максимально комфортно. Внутри присутствует все необходимое, включая систему климат-контроля, современную аудиосистему и специальные отделения. Рабочее сиденье имеет множество настроек, позволяющих подобрать оптимальную позицию человеку с любыми габаритами. За счет этого удобство эксплуатации обеспечивается даже в суровых и сложных климатических условиях.
Цена нового и б/у
Стоимость БелАЗ 75710 составляет порядка 9,5-10 миллионов долларов. Б/у предложения данной техники по понятным причинам отсутствуют.
Россию по праву называют мировой кладовой полезных ископаемых. Подтверждением сказанному является, в частности, Лебединский горно-обогатительный комбинат (ГОК) в Белгородской области. Открытый карьер этого гигантского рукотворного сооружения по своим размерам и запасам сырья занесен в Книгу рекордов Гиннесса.
Разработка Лебединского месторождения железных руд Курской магнитной аномалии началась в 1957 г. Сегодня здесь открытым способом добывают железистые кварциты с содержанием железа не более 30%. Лебединский ГОК – одна из крупнейших горнодобывающих компаний России: темпы ежегодной добычи железистых кварцитов превышают 50 млн. т. Десятки отечественных и зарубежных потребителей поддерживают деловые связи с компанией. Размеры открытого карьера достигают 5 км в длину, 3 км в ширину, а глубина находится на отметке около 350 м. Разведанных запасов железной руды при непрерывной добыче хватит на 300 лет!
Производственная цепочка на Лебединском ГОКе начинается в карьере. В настоящее время на комбинате применяется циклично-поточная технология разработки месторождения. С помощью буровых станков бурят относительно неглубокие скважины в породе для закладки взрывчатых веществ (обычно жидкой селитры). Их масса определяется возможностью безостановочной работы комбината в течение двух недель. После взрыва и разрушения горного массива экскаваторы, фронтальные погрузчики и бульдозеры обеспечивают погрузку полученной рудосодержащей породы в автомобили-самосвалы, которые транспортируют и разгружают ископаемые на перегрузочных складах, находящихся на более высоких уровнях. Там экскаваторы загружают руду в железнодорожный состав. Применение на верхних ярусах карьера ж.-д. транспорта как промежуточного звена объясняется в несколько раз меньшей стоимостью его эксплуатации по сравнению с автосамосвалами. Конечными пунктами полезного ископаемого являются горнообогатительная фабрика и смежные технологические производства, расположенные в непосредственной близости от карьера.
Чтобы лучше понять, что такое карьер, надо вообразить горную выработку ниже поверхности земли, разделенную на горизонтальные слои, которые проходят и по пустым породам, и по полезному ископаемому. Слои в процессе разработки приобретают вид уступов. Для ведения горных работ предназначены так называемые горизонты, которые представляют собой систему горных выработок, расположенных на одном уровне. Именно на горизонтах располагается основное рабочее оборудование для последующей разработки одного уступа. Расстояние между горизонтами по высоте на Лебединском карьере составляет примерно 15 м.
Для транспортировки руды из карьера на промежуточные перегрузочные площадки применяют автомобили-самосвалы. Во второй половине 1960-х годов это были автомобили БелАЗ-540 и -548 грузоподъемностью соответственно 27 и 40 т. Через полтора десятилетия пришла очередь 42-тонных БелАЗ-7548. В 1981 г. в карьере стали работать японские 120-тонные грузовики Komatsu HD1200, к которым в 1986-м прибавилась еще партия таких же машин. В 1988–1990 гг. настал черед отечественных БелАЗ-75191, каждый из которых мог везти 110 т. Последние автомобили Komatsu поступили в 1991–1992 гг. В 1996-м появились американские машины Haulpak 510Е (ныне марка принадлежит Komatsu) грузоподъемностью 120 т.
Сейчас основная транспортная нагрузка ложится на 25 большегрузных карьерных самосвалов, из которых сформирован участок № 1. При этом на долю Komatsu приходится более половины парка. Помимо этого за последние три года приобретены 130-тонные БелАЗ-75131 – по характеристикам технологических дорог Лебединского ГОКа диапазон грузоподъемности (120...130 т) и габаритные размеры самосвалов оказались наиболее подходящими. Чтобы не нарушать технологический цикл транспортировки железорудных концентратов, на работу должно отправляться не менее 17 машин.
Внешне карьерные самосвалы большой единичной мощности, которые эксплуатируются в карьере, напоминают обычные дорожные самосвалы, но их конструкция имеет существенные отличия. Применение большегрузных самосвалов в сочетании с мощными экскаваторами, фронтальными погрузчиками и бульдозерами позволило резко поднять производительность труда и значительно снизить себестоимость погрузки и транспортировки горной массы. При этом существенно сокращается металлоемкость транспортного оборудования, упрощается строительство карьера, снижаются затраты на прокладку и содержание коммуникаций. Довольно заметно сокращаются сроки строительства карьера и потребность в рабочей силе.
Карьерные самосвалы Лебединского ГОКа – одно из ключевых звеньев комплексного технологического процесса выемки породы и добычи полезных ископаемых, при транспортировке породы в отвалы, а полученных ископаемых – к местам накопления. Большегрузными самосвалами перевозят и грунт на вскрышных работах. Карьерные самосвалы – это внедорожные транспортные средства, поскольку из-за больших нагрузок на ось движение их по дорогам общей сети недопустимо. В карьере машины перемещаются по дорогам относительно небольшой протяженности, выполненным в соответствии со специальными стандартами. Так, например, для самосвала грузоподъемностью 130 т требуются дороги шириной не менее 20 м с толщиной щебеночного покрытия более 1 м. Протяженность внутрикарьерных дорог достигает 40 км. По состоянию опорной поверхности дороги являются постоянными и временными. Расстояние перемещения груза самосвалами в среднем составляет 1,8...2,1 км, а самое длинное плечо откатки достигает 3,6...4 км. Средняя высота подъема грузовиков при транспортировке породы – 70...78 м. Максимальная скорость в карьере не более 30 км/ч; обычно груженый самосвал идет в гору со скоростью 15...20 км/ч. Работу грузовиков в карьере обеспечивают гусеничные и колесные бульдозеры разных марок и фронтальные погрузчики, используемые для зачистки экскаваторных забоев и выравнивания поверхности отвалов. Для строительства дорог применяют тяжелые бульдозеры, скреперы, грейдеры и фронтальные погрузчики.
Погрузочная техника должна быть соизмерима с самосвальной – этот фактор серьезно влияет на сроки окупаемости самосвала, которые напрямую зависят от интенсивности его транспортной работы. Увеличенное время погрузки отрицательно сказывается на производительности машин. На Лебединском ГОКе самосвалы заполняют рудой с помощью тросовых электрических экскаваторов производства АО «Ижорские заводы». Вместимость ковшей «прямая лопата» экскаваторов моделей ЭКГ-8Ш, ЭКГ-10 и ЭКГ-12,5 соответственно 8, 10 и 12,5 м 3 . Это позволяет заполнить кузов автомобиля за 6...8 циклов, что не всегда является оптимальным. К сожалению, попытка поднять производительность за счет использования некоторое время назад двух ижорских 15-кубовых экскаваторов не дала положительных результатов: они не были приспособлены для работы с твердыми скальными породами.
Использование на Лебединском ГОКе самосвалов грузоподъемностью 120...130 т помимо сказанного вызвано нарастанием глубины карьера, а следовательно, и плеча откатки. Максимальная производительность достигается за счет круглосуточной работы экскаваторов и самосвалов, за исключением случаев, когда требуется профилактическое обслуживание или ремонт. За смену самосвалы вывозят 40 тыс. т руды и 5...6 тыс. кубометров вскрышных пород. За сутки транспортируется 120 тыс. т горной массы. Например, среднемесячная выработка на один БелАЗ-75131 составляет 147 тыс. т, пробег с грузом достигает 18 000 км, грузооборот – 1720 тыс. т·км. За каждым самосвалом закреплен экипаж из четырех человек. Рабочая смена каждого водителя длится по 12 ч.
Лучшие эксплуатационные характеристики показывают самосвалы Haulpak 510Е, по конструктивным решениям и качеству изготовления превосходящие и БелАЗы, и Komatsu. Например, наработка до капремонта японской машины – 18...19 тыс. ч, а у американца – 30 тыс. ч. Годовая наработка БелАЗ – 6,5 тыс. ч, а Haulpak (из-за меньших простоев) – 7,5 тыс. ч. Надежность работы самосвалов, как показывает практика, в первую очередь зависит от двигателя. В свое время большие проблемы создавали словацкие дизели Pielstick на БелАЗах модели 75191: половина всех отказов приходилась именно на этот агрегат. Сегодня все самосвалы грузоподъемностью 120...130 т, эксплуатируемые на Лебединском ГОКе, оборудованы американскими V-образными 16-цилиндровыми дизелями Cummins моделей КТА38 и КТА-50 мощностью 1200 и 1500 л.с. соответственно. К сожалению, отечественные моторостроители еще не могут предложить конкурентоспособные модели в этом диапазоне мощности. Дизель серии 8ДМ-21, выпускаемый в России, также уступает зарубежным аналогам.
Отметим, что по сравнению с предыдущими моделями самосвалов БелАЗ-75131 оснащен более надежным генератором переменного тока СГДУ, изготовленным в Екатеринбурге. У этих агрегатов за два года работы произошел только один отказ. Усовершенствованы и мотор-колеса. Ресурс колесного планетарного редуктора, к сожалению, не более 8 месяцев, после чего его надо ремонтировать. Требуют решения вопросы, касающиеся тяговых электродвигателей. Применяемые ранее электромоторы ИК-420 и ИК-420А, производимые в Татарстане, оказались ненадежными – уже в первые месяцы работы стали выходить из строя коллекторы. Пришлось попросить БелАЗ перейти на аналогичные агрегаты ТЭД 6 (С.-Петербург), однако и у них есть изъяны.
В карьерных самосвалах в отличие от классических используется подвеска с пневмогидравлическими упругими элементами и встроенным регулятором жесткости. Нелинейная упругая характеристика подвески обеспечивает необходимую плавность хода самосвала в груженом и порожнем состоянии. На всех автомобилях применяется гидравлическое управление, особенность которого – наличие гидроаккумулятора, обеспечивающего работоспособность рулевого управления при выходе из строя насоса или двигателя самосвала. Передние колеса поворачивают два силовых гидроцилиндра двустороннего действия, дозированную подачу рабочей жидкости в которые обеспечивает следящая система. Гидросистема рулевого управления объединена с гидросистемами подъема кузова и тормозной системой. Хорошим подспорьем на БелАЗах и Haulpak является система централизованной смазки подшипников рулевых тяг и реактивных штанг Lincoln.
Для обеспечения безопасности карьерные самосвалы оборудованы четырьмя тормозными системами – рабочей, вспомогательной, стояночной, запасной (аварийной). На машинах с полезной нагрузкой 120...130 т нашел применение гидравлический привод. Рабочие и запасные тормозные системы самосвалов выполнены с раздельным приводом для передних и задних колес. Для каждого из контуров предусмотрены отдельные аварийные гидроаккумуляторы. Нормальная работа тормозной системы карьерного самосвала возможна лишь при наличии вспомогательной тормозной системы, которая обеспечивает замедленное движение грузовика под уклон и разгружает основную рабочую систему.
У автомобилей с электрической трансмиссией применяется так называемая динамическая система. При нажатии на тормозную педаль сначала срабатывает динамическая система, а затем – рабочая. В качестве рабочих установлены дисковые тормозные механизмы. Самосвалы Лебединского ГОКа оснащены специальными шинами, у которых меньше вероятность порезов породой. На скальных породах лучше себя показали французские шины Michelin и японские Bridgestone с радиальным расположением корда, но и они выдерживают не более 65...70 тыс. км. Каждая такая шина стоит около 10 тыс. USD. От диагональных шин, выпускаемых в Бобруйске, отказались из-за их низкой надежности и долговечности.
Облегчает работу и обслуживание карьерных самосвалов Haulpak комплексная электронная система диагностирования. Она контролирует множество параметров работы автомобиля, предупреждая водителя о неисправностях. Система автоматического взвешивания груза на Haulpak и БелАЗах обеспечивает равномерную загрузку, повышая производительность и срок службы самосвалов. В недалеком будущем на БелАЗах появятся устройства контроля давления воздуха в шинах и количества топлива в баках. Такие машины станут трудиться и на Лебединском ГОКе. В кабине самосвала находятся медицинская аптечка, огнетушитель, при необходимости выдается респиратор. БелАЗы, Haulpak и Komatsu из последней партии оснащены кондиционерами и системами пожаротушения, управляемыми вручную.
Наиболее комфортные условия для работы водителя, по общему мнению, созданы на БелАЗ-75131. К услугам шофера – просторная кабина с термо-, шумо- и виброизоляцией, высокопроизводительные системы отопления и вентиляции, кондиционер, информативная панель приборов, удобно расположенные органы управления, регулируемые рулевое колесо и сиденье на индивидуальной пневматической подвеске. Кабина оснащена защитой ROPS от опрокидывания.
Нельзя не упомянуть о рекордсмене. В цехе технологических машин с 1980 г. эксплуатируется самосвал Komatsu HD1200, пробег которого превысил 1 млн. км, или примерно свыше 100 тыс. машино-ч. Сейчас этот образец собственными силами переоборудовали в 60-кубовую поливочно-оросительную машину. Такая техника нужна для того, чтобы постоянно увлажнять внутрикарьерные дороги и предотвращать пылеобразование, вредное для человека.
