Условия эффективной эксплуатации мощных гидравлических экскаваторов на карьерах Якутии

Интенсификация открытого способа добычи твердых полезных ископаемых в экстремальных условиях (при низких температурах) ставит повышенные требования к горному оборудованию, оснащенному гидроприводом.

Десятилетиями накапливается опыт эксплуатации мощных бульдозеров, погрузчиков, автосамосвалов и буровых станков на карьерах Якутии. Следует отметить, что специалистам на карьерах при участии производителей удалось обеспечить достаточный уровень эксплуатационной надежности указанных машин.

Мощные экскаваторы с гидравлическим приводом основных механизмов - напора и хода модели 204М, изготовленные корпорацией "Сумитомо" (Япония) по лицензии "Марион" США - находились в эксплуатации на угольном разрезе "Нерюнгринский" с 1977 г. до 1996 г. Анализ накопленного опыта эксплуатации 10 экскаваторов с ковшом 20 куб.м. за такой длительный период не только доказал возможность, но и определил необходимые требования к системам гидропривода.

Мировой опыт применения мощных гидравлических экскаваторов в условиях Крайнего Севера на карьерах Канады и Швеции доказывает целесообразность и эффективность их эксплуатации. Так, например, экскаваторы H-485S "Komatsu Mining Germany" с ковшом 26 куб.м (ранее "Demag") с 1989 г. успешно работают в Канаде на нефтеносных песках компании Suncor (Ранее "Klemke") более 45000 моточасов. С 1989 г. в Швеции экскаватор H-485S на меднорудном карьере Atik (Boliden) работает более 53000 моточасов, обеспечивая коэффициент технической готовности 0,87. Второй экскаватор Н-485S с ковшом вместимостью 22 куб.м эксплуатируется на карьере Atik с 1991 более 46000 моточасов, обеспечивая средний коэффициент готовности 0,86. В Канаде еще 9 экскаваторов с ковшом вместимостью 22-36 куб.м находятся в эксплуатации с наработкой 15000 моточасов и более. Обращает на себя особое внимание опыт эксплуатации на карьере Ekati (Канада) двух мощных экскаваторов H-685S с ковшом 36 куб.м, обеспечивающих вскрышные работы при добыче кимберлитовых руд. Производительность экскаватора при температуре окружающей среды до -60°С достигает 12 млн.куб.м в год с коэффициентом технической готовности 0,94.

Высокие показатели надежности стали возможны при обеспечении соответствующих условий эксплуатации. Фирма "Transwest", обеспечивающая сервисное обслуживание экскаваторов в Канаде, заключает контракт на поддержание требуемой технической готовности машин с горными предприятиями, обеспечивая также своевременную поставку запасных частей.

Прогрессивные решения АК "АЛРОСА" о перевооружении экскаваторного парка с заменой механических лопат на гидравлические должны принести желаемые результаты.

Тот факт, что на карьере "Юбилейный" в декабре 2000 г. коэффициент технической готовности экскаватора H-285S достигал 0,96, а фактически было погружено 270000 куб.м горной массы при температуре окружающей среды до -50°С подтверждает , технические возможности не только машины, но и готовность технического персонала Айхальского ГОКа к обслуживанию систем гидропривода. При среднем коэффициенте технической готовности 0,81 за 7 месяцев эксплуатации производительность в течение 4-х месяцев находилась на уровне 230-270 тыс.куб.м в месяц. Испытания экскаватора в декабре на производительность подтвердили возможность устойчивой погрузки более 1000 куб.м в час, что позволяет прогнозировать производительность до 500 000 куб.м в месяц. И это реально, если принять во внимание тот факт, что такая же производительность достигалась на разрезе "Нерюнгринский" при эксплуатации экскаваторов 204-М с гидроприводом.

На Удачнинском ГОКе в эксплуатации находится экскаватор H-285S, производительность которого в условиях суровой зимы достигала 220-240 тыс.куб.м в месяц, что является хорошим уровнем при имеющемся сервисном обслуживании.

Следует отметить, что специалисты Айхальского ГОКа воспользовались современным набором инструмента и оборудования - комплекса "Starmine-M", поставленного ООО "МОГОРМАШ" совместно с "AGA Engineering & Trading". Этотг комплекс обеспечил эксплуатацию необходимым инструментом для качественного р. ремонта, а также автономными источниками электроэнергии, компрессорами, воздуходувками теплого воздуха и парашютами, для обеспечения нормальных условий, работы персонала и соответственно качественного обслуживания. Однако, указанный комплекс помогает осуществить только штатное текущее техническое обслуживание мощного гидравлического экскаватора.

Накопленный предшественниками опыт показывает, что уже имеются инструментальные комплексы, способные внедрить прогрессивные методы безразборной диагностики, планово-предупредительного обслуживания и реально достичь высоких показателей надежности. Необходимым условием для применения таких комплексов являются: коэффициент готовности 97%, коэффициент использования 93%, наработка на отказ 2000 моточасов, ресурс гидравлических агрегатов более 9000 моточасов.

Системный подход, опирающийся на многолетний опыт специалистов "AGA Engineering" и "МОГОРМАШ", позволяет предложить эксплуатации, кроме упоминавшегося комплекса "Starmine-M", еще 4 комплекса. Если "Starmine-M" по существу - мастерская способная устранить более чем 90% неисправностей, то остальные комплексы ориентированы на диагностику, планово-предупредительные мероприятия и увеличение ресурсов компонентов гидросистем экскаваторов в промышленных условиях.

Технологический комплекс кондиционирования гидрожидкости Com-Con-F - это комплекс методов и аппаратуры, обеспечивающий оптимальные параметры гидрожидкости в течение всего срока службы гидропривода. Этот комплекс включает комплекты контроля качества жидкости, внелинейной очистки жидкости, устройств для регенерации жидкости, устройств экстренного оповещения, "холодный старт". Так, применение комплекта "Холодный старт" за счет обеспечения безопасного старта и разумного времени прогрева гидропередачи позволяет отказаться от дорогостоящей практики постоянной работы гидросистем в холодное время года.

Подробное рассмотрение этих комплектов невозможно в рамках одного доклада, целью которого является предложение перечня методов и средств, которые службы эксплуатации могут получить при своей заинтересованности.

Следующий комплекс для диагностики и обслуживания гидравлических систем DiaMaint-HD включает комплекты: оборудования контрольных точек, приборов контроля давления, приборов контроля потока, приборов контроля температуры, приборов и оборудования контроля качества жидкости, комбинированных приборов, специального ручного инструмента, заправочного и фильтрационного оборудования. Основное назначение этого комплекса - минимизация времени простоев машины из-за отказов гидропривода, увеличение срока службы гидравлических компонентов. Концепция комплекса базируется на том, что для идентификации любого отказа гидропривода и технического состояния гидроагрегата необходимо и достаточно измерить величины. потоков жидкости, давлений и температур в контрольных точках гидросистемь1, а для проведения ремонта необходимо иметь возможность заменить любой компонент с минимальной разборкой и последующей очисткой жидкости.

Назначение портативной фильтрационной установки PFU-10m состоит в том, что весь объем находящейся в гидросистеме жидкости проходит через гидробак 7-30 раз в течение одного часа. Конструкция высокоэффективного фильтра предотвращает вымывание загрязнений в систему и обеспечивает комфортную замену картриджа с o минимальной потерей рабочей жидкости. Параметры фильтра и насоса подобраны таким образом, чтобы обеспечить 100% удаление частиц, максимальный размер которых превышает 10 мкм, и эффективное задержание большинства частиц размером более 3 мкм за одну рабочую смену.

Применение установки PFU-1-m обеспечивает сокращение интенсивности отказов гидропривода в 2-3 раза и увеличивает ресурс насосов, гидромоторов на 50-70%, а гидроцилиндров - на 30-40%. Эта установка может быть использована не только для постоянной очистки гидравлической системы в процессе работы гидрофицированной машины, а также для заправки жидкости.

Вопрос кондиционирования рабочей жидкости находится под контролем служб эксплуатации и является основным инструментом повышения эффективности гидравлических экскаваторов. Рациональная эксплуатация, как следует из опыта, существенно повышает ресурс гидрокомпонентов. Например, насос с гарантированным производителем ресурсом в 5000 часов при давлении 25 МПа при реальной загрузке экскаватора и системе очистки жидкости достигает ресурса 32000 часов.

Укрупненно показатели надежности систем гидропривода экскаватора с применением вышеописанных комплексов могут достигнуть следующих величин:

Таким образом, не только производительность экскаваторов зависит непосредственно от надежной работы гидравлических систем, но и затраты на эксплуатацию, а значит эффективность применения машин в целом.