Карьерные экскаваторы: что это, виды, основные характеристики

Карьерный экскаватор – это тяжелая спецтехника, предназначенная для проведения землеройных, погрузочных и других работ на объектах горнодобывающей промышленности. Такие машины используются для выполнения широкого спектра задач: выемки горной породы, ее перемещения по территории карьера, а также ее погрузки в самосвалы или железнодорожные вагоны. По сравнению с другими типами землеройной техники карьерные экскаваторы имеют значительно больший вес, внушительные габариты, более высокую мощность и увеличенную производительность, благодаря чему они могут эффективнее работать в тяжелых условиях и в непрерывном режиме, даже 24 часа в сутки.

Что такое карьерный экскаватор

Карьерный экскаватор представляет собой землеройную машину циклического или непрерывного действия, предназначенную для разработки месторождений полезных ископаемых: угля, железной руды и др. Поскольку такая техника чаще всего используется для работы с твердыми породами, к ней предъявляются более высокие требования по мощности, производительности, надежности и другим показателям по сравнению с землеройной спецтехникой для строительства, коммунальных служб и др.

Как правило, в карьерах используют средне- или многотоннажные экскаваторы, позволяющие перемещать большие объемы угольных, рудных и других пород за каждый цикл. Ковши и подъемные механизмы в таких машинах способны за один подход перемещать десятки и даже сотни тонн материала.

Как выглядит карьерный экскаватор

Экскаваторы, предназначенные для эксплуатации в карьерах, представляют собой массивные крупногабаритные машины, которые чаще всего оснащаются гусеничными приводами. На ходовой части размещается поворотная платформа, на которой установлена кабина оператора и противовесы. Экскаваторные платформы могут быть как полноповоротными, так и неполноповоротными. Первые способны поворачиваться на полный оборот 360 градусов, позволяя перемещать породу в ковше без маневрирования ходовой частью. Соответственно, неполноповоротные имеют угол поворота вокруг вертикальной оси менее 360 градусов, поэтому они менее практичны и маневренны при проведении работ.

Наиболее громоздкими элементами конструкции карьерных экскаваторов являются стрелы, а также рукояти, к которым крепятся ковши. В некоторых моделях спецтехники они могут быть настолько большими, что при максимальном вылете ковш может удаляться от кабины оператора на несколько десятков метров, особенно в машинах с канатно-блочными механизмами.

Устройство карьерных экскаваторов

Данная разновидность карьерной техники имеет сложную конструкцию, спроектированную с учетом тяжелых нагрузок и сложных условий работы. В нее входит несколько основных систем и механизмов:

• ходовая часть. Карьерные экскаваторы имеют гусеничную базу. Она не предназначена для передвижения по асфальту, но эффективна на грунтовых и каменистых поверхностях, которые чаще всего можно встретить на карьерах;
• поворотная платформа. На ней устанавливаются все основные агрегаты, узлы и системы: двигатель, гидрооборудование, стрела для крепления навесного оборудования и другие рабочие механизмы. Поскольку эти и другие элементы имеют достаточно большой вес и, помимо того, на платформу воздействует еще и масса перемещаемой породы, то к ее прочности и несущей способности предъявляются повышенные требования;
• моторный отсек. В разных моделях землеройной спецтехники могут использоваться различные типы двигателей. Чаще всего применяются дизельные моторы, но также существуют машины с электрическими или комбинированными (гибридными) силовыми установками;
• приводной механизм. Это элементы и узлы, которые приводят в действие рабочие органы экскаваторов. Наибольшее распространение гидравлические приводные механизмы. Они компактны и легко автоматизируются;
• рабочие органы. Это могут быть ковши, драглайны и грейферы. С помощью них осуществляется выемка, подъем и перемещение горной породы, почвы или другого сыпучего материала.

Различия между рабочими органами

Экскаваторы могут оснащаться различными видами рабочих органов, которые отличаются принципом действия, объемом, конструктивным исполнением и др. Конкретный тип подбирается с учетом твердости, плотности и других свойств породы, добываемой в карьере. Наиболее распространенными являются такие разновидности:

• ковш прямой лопаты. Главным отличием этого инструмента является то, что в процессе забора грунта он движется по направлению от кабины оператора, то есть «от себя». Его целесообразно использовать при разработке месторождений, когда выемка породы осуществляется выше уровня стоянки экскаватора;
• ковш обратной лопаты. Отличительной особенностью таких механизмов является то, что ковш наполняется породой, двигаясь «на себя», то есть по направлению к экскаватору. Такой принцип работы позволяет обеспечить безопасную работу спецтехники, когда выемка почвы осуществляется ниже уровня, на котором расположена ходовая часть экскаватора;
• драглайн. Конструктивно этот механизм представляет собой ковш, который приводится в движение с помощью канатно-блочной системы. По сравнению с обычными экскаваторными ковшами, движимыми гидравликой, драглайны отличаются гораздо большей вместительностью и позволяют поднимать десятки кубометров породы за один рабочий цикл. Поэтому такую технику часто используют в крупных карьерах, где требуется максимальная производительность землеройных машин.

Технические характеристики карьерных экскаваторов

Карьерные экскаваторы имеют множество важных технических параметров, которые влияют на эффективность их работы, скорость выполнения операций, стоимость содержания и эксплуатации техники. К таковым относятся следующие характеристики:

• объем ковша;
• эксплуатационная масса;
• радиус и глубина копания;
• высота подъема породы;
• мощность, рабочий объем и крутящий момент двигателя;
• удельный расход топлива;
• угол поворота платформы;
• тип ходовой части;
• длительность рабочего цикла;
• скорость движения;
• давление колес или гусениц на почву и др.

Сколько весит карьерный экскаватор

Эксплуатационная масса является одной из ключевых характеристик землеройных машин. От нее зависит расход горючего, устойчивость техники, ее грузоподъемность и др. Если экскаватор имеет небольшой вес, он будет менее устойчивым при выемке и подъеме тяжелой горной породы, но при этом техника будет расходовать меньше горючего. Напротив, техника тяжелого и сверхтяжелого класса обладает высокой устойчивостью, но в процессе работы потребляет больше топлива. Но зачастую увеличенное потребление топлива компенсируется более высокой производительностью.

В зависимости от полной массы карьерные экскаваторы условно делятся на несколько классов:

• мини-экскаваторы – весят от 0,5 до 8–10 тонн;
• средние – от 10 до 30 тонн;
• тяжелые – от 30 до 100–120 тонн;
• сверхтяжелые – 300–1000 тонн.

Обращаем ваше внимание, что ни в российских, ни в международных нормах нет строгой классификации экскаваторов по массе с какими-либо фиксированными границами весовых диапазонов. Поэтому числовые значения, приведенные выше, являются условными и могут значительно различаться в разных источниках.

Виды карьерных экскаваторов

В зависимости от конструкции, назначения и принципа работы карьерные экскаваторы делятся на несколько типов. Рассмотрим несколько разновидностей, которые получили наибольшее распространение в горнодобывающей промышленности.

ЭШ. В эту категорию входят так называемые «шагающие» экскаваторы. В отличие от других видов, в которых используются колесные или гусеничные приводы, в таких машинах применяются специальные шаговые механизмы. Как правило, они имеют достаточно большие габаритно-массовые показатели и используются для работы со значительными объемами пород. Но из-за специфики ходовой части такая техника не обладает высокой мобильностью, она относительно медленная и малоподвижная, но это компенсируется высокой производительностью и возможностью перемещения большого количества породы (единицы и десятки тонн) за каждый рабочий цикл.

ЭКГ. Аббревиатура ЭКГ расшифровывается как «экскаватор карьерный гусеничный», но в то же время буква «К» означает «канатный». Данная разновидность техники является одной из наиболее востребованных на объектах горнодобывающей индустрии. Благодаря гусеничному приводу такие машины обладают высокой проходимостью и эффективно работают на рыхлых, мягких, средне-твердых и других поверхностях, где эксплуатация колесной спецтехники может быть затруднена. В ЭКГ используются канатно-блочные механизмы подъема ковшей, что обеспечивает высокую грузоподъемность.

ЭГ. В отличие от предыдущей разновидности экскаваторной техники, в которой буква «Г» означает «гусеничный», в серии ЭГ она расшифровывается как «гидравлический». Мощные гидроприводы рабочих органов позволяют достичь высокой точности управления ковшами, а также обеспечить плавность их движений. Поскольку гидравлические экскаваторы серии ЭГ при прочих равных условиях имеют меньшую грузоподъемность в сравнении с ЭКГ, их чаще используют на горнодобывающих объектах небольшого и среднего масштаба, где объемы работ значительно меньше, чем на крупных месторождениях полезных ископаемых.

ЭГО. Данная аббревиатура означает «экскаватор гидравлический с обратной лопатой». Отличительной особенностью этого вида техники является то, что с ее помощью можно осуществлять выемку породы ниже уровня, на котором стоит землеройная машина. Это позволяет проводить рытье котлованов, уступов, траншей и др. Другими словами, такие экскаваторы способны копать «под себя», что важно при выполнении определенных видов работ.

ЭДГ. В серию ЭДГ входят гидравлические экскаваторы-драглайны, которые, как и ЭГО, способны черпать грунт ниже уровня своей стоянки. Их конструкция спроектирована таким образом, что ковш, закрепленный на стреле, в процессе работы подтягивается к машине, врезаясь в грунт или породу, и таким способом набирает материал. При этом сам рабочий орган создает дополнительные точки опоры и не разбалансирует землеройную машину, а, наоборот, делает ее более устойчивой в процессе выемки почвы. Соответственно, это повышает безопасность работы спецтехники и минимизирует вероятность ее опрокидывания.

Сферы применения карьерных экскаваторов

Карьерные экскаваторы используются там, где требуется перемещение больших объемов грунта, горных пород и др. В частности, их можно задействовать при добыче полезных ископаемых, разработке рудных, нерудных и угольных месторождений. Также данный вид спецтехники широко востребован в строительстве и проведении вскрышных работ.

Какие работы могут выполнять карьерные экскаваторы

Горнодобывающие предприятия используют экскаваторы в карьерах для выполнения широкого спектра работ. В частности, такая техника позволяет осуществлять следующие операции:

• выемка и разработка горных пород;
• погрузка измельченной породы в кузова карьерных самосвалов, железнодорожные вагоны или другие виды транспорта;
• формирование отвалов и откосов;
• создание и выравнивание подъездных дорог и технологических путей для передвижения карьерной спецтехники;
• вскрышные работы (удаление пустых пород, которые покрывают залежи полезных ископаемых) и др.

На что обращать внимание при выборе карьерного экскаватора

Производительность. Она определяется объемом ковша, временем рабочего цикла и стабильностью работы под нагрузкой. Экскаватор должен соответствовать планируемому объему добычи и типу вскрываемой породы.

Мощность двигателя. Этот параметр влияет на способность экскаватора работать с тяжелыми породами, большими ковшами и на сложном рельефе.

Гидравлическая система. Это ключевой элемент карьерного экскаватора. Современные системы с электронным управлением обеспечивают плавность движений, снижение энергопотерь и высокую эффективность при тяжелых режимах эксплуатации.

Усилие копания. Этот параметр определяет способность экскаватора разрабатывать плотные, мерзлые или скальные грунты. Для карьеров с твердыми породами высокий показатель усилия критически важен для стабильной и безопасной работы.

Ресурс и надежность узлов. Карьерный экскаватор работает в экстремальных условиях, поэтому важны усиленные конструкции стрелы, рукояти, рамы и ходовой части. Особое внимание уделяют ресурсу гидроцилиндров, насосов и соединений.

Комфорт и безопасность оператора. Удобная кабина повышает производительность и снижает утомляемость оператора. Важны эргономичное управление, хороший обзор, наличие климат-контроля и шумоизоляции. Системы безопасности, камеры, датчики и автоматические ограничения движений уменьшают риск аварий и повышают общий уровень безопасности работ.

Сервисное обслуживание и запчасти. Доступность сервисных центров и запасных частей напрямую влияет на время простоя техники. Предпочтение отдают брендам с развитой дилерской сетью, обученным персоналом и быстрыми поставками комплектующих.

Карьерные экскаваторы от компании «Партмайн спецтехника»

Вы можете получить более детальную информацию о карьерных экскаваторах и критериях их выбора, проконсультировавшись с менеджером нашей компании. Мы осуществляем продажу спецтехники по всей России, а также предлагаем полный комплекс услуг по ремонту и обслуживанию экскаваторов. Для получения консультации или оформления заказа обращайтесь по контактному телефону или пишите на нашу почту sale@lgse-rus.ru.