Актуальные задачи эксплуатации горно-транспортных машин в жестких климатических условиях

УДК 622.001.89:622.68 В.Б. Корецкий

АКТУАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГОРНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН В ЖЕСТКИХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Определены актуальные задачи эксплуатации горно-транспортных машин в жестких климатических условиях. Результаты проведенного анализа определяют необходимость исследования влияния условий эксплуатации на эффективность использования горно-транспортных машин для выявления наиболее значимых факторов и разработки комплекса мероприятий и рекомендаций по повышению эффективности их эксплуатации в зонах холодного климата. Ключевые слова: горно-транспортные машины, климатические условия.

Т/Г нтенсивная разработка месторождений Алдано-Чульманского угленосного района Южно-Якутского угольного бассейна (Нерюнгринское, Чульмаканское, Денисовское, Олонгринское) началась в середине 80-х годов прошлого века. За это время на горных предприятиях разрабатывающих эти месторождения накоплен огромный опыт эксплуатации большегрузных карьерных автосамосвалов грузоподъемностью от 27 до 250 т ведущих зарубежных и отечественных фирм («Юнит-Риг» М200, «Комацу» HD1200, «Дрессер» 830Е, БелАЗ-7420-95-90, БелАЗ-75213/214/215/216, БелАЗ-75129/131/ 145/199, БелАЗ-75304/306, БелАЗ-75501). В настоящее время в регионе на угольных разрезах эксплуатируются автосамосвалы «БелАЗ-75215/216/302/304/306» (грузоподъемность 180^220 т), «БелАЗ 75129/131/145/15» (грузоподъемность 110^130 т), «Комацу» HD-1200 (грузоподъемность 120 т), «Дрессер» («Комацу»)-830Е AFE-32/50 (грузоподъемность 212^220 т). Погрузка горной массы в автосамосвалы осуществляется одноковшовыми экскаваторами: ЭКГ-8и, ЭКГ-10, ЭКГ-12,5, ЭКГ-15, ЭКГ-20, ЭШ-13/50, 201-М, 301-М, РС-5500 и РС-8000.

Наибольшее влияние на показатели эксплуатации горных и горно-транспортных машин оказывают горно-геологические и горнотехнические условия разрабатываемых месторождений, а так же погодно-климатические и географо-экономические условия региона.

Южно-Якутский угольный бассейн расположен в южной части республики Саха (Якутия). Регион относится к районам холодного климата наиболее высокой континентальности (районы, приравненные к Крайнему Северу) климатической зоны ХЛ-1 (субарктического наиболее холодного резко континентального климата) и характеризуется следующими погодно-климатическими условиями: низкие температуры воздуха зимой (до -55^-60 оС); большая продолжительность периода с отрицательными температурами воздуха (7,5^8 месяцев); большие годовые (до 70^80 оС) и суточные (до 25^30 оС) амплитуды изменения температуры воздуха; влажность воздуха (от 78 % зимой до 64 % летом), высокие скорости вера (максимальная до 27 м/с, средние до 1,6 м/с - зимой и до 3,2 м/с - летом); метели (до 10^15 дней в месяц); морозные туманы (до 10^20 дней в месяц); большое количество осадков (до 650 мм); сезонное промерзание (до 1,5^2 м) и наличие вечномерзлых грунтов (70^80 % площади при глубине 2^100 м).

Каменноугольные месторождения Южно-Якутского бассейна характеризуются следующими горно-геологическими и горнотехническими условиями: падение угольных пластов от горизонтального и слабонаклонного до крутого (60^70 о); большая мощность угольных пластов (средняя от нескольких метров до 25 м, максимальная 66,25 м на разрезе «Нерюнгринский»); большая крепость вскршных пород (до 11 по шкале проф. М.М. Протодьяконова); вскрышные породы представлены, в основном, разнозернистыми песчаниками и алевролитами повышенной абразивности; значительная мощность вскрышных пород (до 300 м на разрезе «Нерюн-гринский»); угли марок К, СС, Ж, КЖ; коэффициент вскрыши до 7 м3/т; среднее расстояние транспортирования вскрышных пород до 5 км, угля - до 6,0 км; доля технологических дорог с руководящим уклоном > 50 °/оо составляет до 40 % от расстояния транспортирования; руководящий уклон подъема до 70 %о.

Приведенные выше факторы одновременно или последовательно и в различных сочетаниях неблагоприятно воздействуют на горные и горно-транспортные машины, эксплуатируемые на карьерах. Наиболее сильное отрицательное влияние на надежность машин оказывают сочетания температуры воздуха, скорости ветра и влажности воздуха, а так же суточные колебания температур, приводя к сезонному увеличению количества отказов машин. Низкие температуры приводят к изменению свойств конструкционных и

эксплуатационных материалов, а также физико-механических свойств горных пород, что отрицательно сказывается на работоспособности и надежности машин, а ветровые нагрузки и влажность воздуха усиливают влияние низких температур. В результате возрастает число отказов гидро- и пневмосистем, электрооборудования и металлоконструкций, что приводит к увеличению неплановых простоев машин. Сезонное увеличение параметров потока отказов механического и электрического оборудования горно-транспортных машин многократно превосходит параметры потока отказов каждого вида оборудования при нормальных значениях климатических факторов и наибольшее увеличение параметров потока отказов наблюдается у машин, не рассчитанных на эксплуатацию в жестких климатических условиях.

Показатели эксплуатации технологического автотранспорта на угольных разрезах Южной Якутии приведены в табл. 1 и диаграммах рис. 1-4.

Распределение параметра потока отказов в течение года показано на графике рис. 5.

Распределение аварийных простоев и отказов приведено на диаграммах рис. 6-8.

Затраты на эксплуатацию большегрузных карьерных автосамосвалов на угольных разрезах Южной Якутии приведены в табл. 2 и диаграммах рис. 9-13.

Распределение эксплуатационных затрат по статьям приведено на диаграмме рис. 14.

Анализ эксплуатации горно-транспортных машин на горнодобывающих предприятиях Южной Якутии показывает, что под влиянием условий эксплуатации их простои в ремонтах значительно превышают нормативные и составляют до 40 % календарного фонда времени (простои на 1 машину составляют в среднем 2234 м-ч при плановом годовом фонде рабочего времени 5722 м-ч).

В зимний период времени при понижении температуры до -35^60 оС наблюдается увеличение потока отказов машин в 3^6 раз. 40-45 % от общего количества отказов, составляют отказы механической системы, из которых 40 % приходится на разрушение элементов металлоконструкций в основном вследствие потери металлом запаса хладостойкости.

265

Таблица 1

Показатели эксплуатации большегрузных карьерных автосамосвалов на угольных разрезах Южной Якутии

Показатели БелАЗ-75129/131/ 145/15 «Комацу» HD-1200 БелАЗ- 75213/214/215/ 216 БелАЗ-304/306 «Дрессер»-830Е AFE-32/50

Грузоподъемность, т 110-130 120 180-190 200-220 212-220

Объем перевезенной вскрыши на 1 а/с, тыс. м3 - 210,8 388,6 1015,7 1042,5

Объем перевозок на 1 а/с, тыс. т 806,5 694 1042,3 2713,8 2785,5

Грузооборот на 1 а/с, тыс. ткм 4924,2 2258,5 3606,3 8618,6 9505,5

Объем перевезенной горной массы на 1 т грузоподъемности а/с тыс. м3/т - 1,76 2,1 4,8 4,9

Объем перевозок на 1 т грузоподъемности, тыс. т/т 6,7 5,8 5,6 12,9 13

Грузооборот на 1 т грузоподъемности а/с, тыс. ткм/т 41 18,8 19,5 41 44,2

Простои в ремонтах на 1 а/с, м/час. 2181,9 3825,6 4063,6 1344,6 1702,6

Коэффициент технической готовности 0,78 0,56 0,55 0,85 0,81

Коэффициент использования парка 0,69 0,66 0,64 0,75 0,71

10000 1 9000 -8000 -7000 -6000 -5000 -4000 -3000 -2000 -1000 -0 -

8618,6

9505,5

4924,2

806,5

I

3606,3

2258,5

694

Л

1042,3

2713,8

2785,5

БелАЗ-75129-15 Комацу НD-1200 БелАЗ-75213- БелАЗ-75304/306 Дрессер 830Е

216

- объем перевозок на 1 а/с, тыс. т  - грузооборот на 1 а/с, тыс. ткм

Рис. 1. Абсолютные показатели эксплуатации автосамосвалов

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

м-час

41

6,7

41

18,8

19,5

5,8

5,6

12,9

БелАЗ-75129-15 Комацу Н0-1200 БелАЗ-75213-216 БелАЗ-75304/306

- объем перевозок на 1 т грузоподъемности, тыс. т/т

- грузооборот на 1 т грузоподъемности, тыс. ткм/т

Рис. 2. Относительные показатели эксплуатации автосамосвалов

44,2

13

------------------1

Дрессер 830Е

4500 -і 4000 -3500 -3000 -2500 -2000 -1500 -1000 -500 -0 --

3825,6

2181,9

----1------------------г

БелАЗ-75129-15 Комацу HD-1200

Рис. 3. Простои в ремонтах на 1 автосамосвал

4063,6

1 1 0,8 -0,6 -0,4 -0,2 -

0,78

0,85

0,69

0,66

0,64

0,56

0,55

0,75

--1------------------1------------------1------------------г

БелАЗ-75129-15 Комацу НD-1200 БелАЗ-75213-216 БелАЗ-75304/306

- Ктг  - Кип

Рис. 4. Показатели использования автосамосвалов

0

0,81

0,71

—--------------1

Дрессер 830Е

Рис. 6. Распределение фонда рабочего времени

механическая система

40%

Рис. 7. Распределение внеплановых простоев

металлоконстру кции

40%

Рис. 8. Распределение отказов механической системыг

272

Таблица 2

Затраты на эксплуатацию большегрузных карьерных автосамосвалов на угольных разрезах Южной Якутии

Показатели БелАЗ-75129/131/ 145/15 «Комацу» HD-1200 БелАЗ-75213/214/ 215/ 216 БелАЗ-304/306 «Холпак»-830Е AFE-32/50

Грузоподъемность, т 110-130 120 8 0 1 9 о 200-220 212-220

Статьи затрат, тыс. руб. на 1 а/с Материалы и запчасти 2446,8 1559,5 4351,6 3528,6 6198,7

Комплект СКГШ 809,3 495,8 1327,9 2305 3428,5

Топливо 9730,1 4746,3 7046,8 10782,5 11955,2

Оплата труда 2890 1361,5 1335,8 2211,5 2295

Отчисления ЕСН 641,9 331 268,2 444 425

Амортизация 386,6 0 281,2 4709 3244,4

Оплата труда (ТО и Р) 1517,3 1513 2241,2 813,2 1117,5

Отчисления ЕСН (ТОиР) 374,2 502,25 552,6 200,5 275,5

Всего: 18796,2 10509,4 17405,3 24994,3 28939,8

Затраты, тыс.руб. на 1 т грузо- 156,6 87,6 94,1 119 134,6

подъемности

Себестоимость 10 ткм, руб. 62,99 62,87 57,89 40,47 40,35

25000

20000

15000

10000

5000

0

24994

18796

17405

10510

БелАЗ-75129-15 Комацу НD-1200 БелАЗ-75213-216 БелАЗ-75304/306 Дрессер 830Е

Рис. 9. Затраты на эксплуатацию 1 автосамосвала

Рис. 10. Затратыі отнесенные к 1 т грузоподъемности автосамосвала

9730

2447 -809

10728

11955

7047

4746

4352

1560^

.Э

328

3529 2305

6199

429

БелАЗ-75129- Комацу НD- БелАЗ-7521315 1200 216

БелАЗ- Дрессер 830Е 75304/306

- материалы и зап. части

-СКГШ

Рис. 11. Затраты на эксплуатационные материалы

5000 4500 -І 4000 3500 3000 -І 2500 2000 -1500 -1000 -500 -0

тыс. руб.

2890

4709

813

3245

2295

1118

БелАЗ-75129-15 Комацу НD-1200 БелАЗ-75213-216 БелАЗ-75304/306 Дрессер 830Е

- оплата труда  - оплата труда (ТО и Р)  - амортизация

Рис. 12. Затраты на оплату труда и амортизационные отчисления

руб.

БелАЗ-75129- Комацу НD- БелАЗ-75213- БелАЗ- Дрессер 830Е 15 1200 216 75304/306

Рис. 13. Себестоимость перевозок 10 ткм

отчисление

44%

Рис. 14. Распределение эксплуатационных затрат по статьям

Затраты на эксплуатацию одного автосамосвала различных типов отличаются в 1,2+2,75 раза, а эти же затраты отнесенные к одной т грузоподъемности этих автосамосвалов в 1,2+1,8 раза. Наибольшая часть затрат проходится на топливо, материалы и запасные части, амортизационные отчисления и оплату труда.

Результаты проведенного анализа определяют необходимость исследования влияния условий эксплуатации на эффективность использования горно-транспортных машин для выявления наиболее значимых факторов и разработки комплекса мероприятий и рекомендаций по повышению эффективности их эксплуатации в зонах холодного климата,

V.B. Koretsky

ACTUAL PROBLEMS OF OPERATION OF MINING-TRANSPORT MACHINES IN HARSH ENVIRONMENTAL CONDITIONS

Actual problems of operation of mining-transport machines in harsh environmental conditions are defined. Results of carried out analysis define necessity of research of service conditions influence on efficiency of mining-transport machines use for revealing of the most significant factors and developing of complex of actions and recommendations about increase of efficiency of their operation in cold-weather zones.

Key words: mining-transport machines, environmental conditions.

— Коротко об авторе ------------------------------------------------

Корецкий В.Б. - кандидат технических наук, доцент, Технический институт (филиал) ГОУ ВПО Якутского университета им. М.К. Амосова в г. Нерюнгри, nfygu@neru.sakha.ru