Усовершенствование технологий подземной добычи твёрдых пород: рост популярности оборудования для подземной добычи и инноваций в горнодобывающей технике

1.1 Почему малые и средние рудники по добыче твердых пород спешат обновить практическое базовое оборудование

Для небольших и средних подземных рудников по добыче твёрдых пород в Серебряной долине Айдахо и регионе Атакама в Чили долговечность оборудования значит гораздо больше, чем сложные функции. На эти рудники приходится 60% мировой добычи твёрдых пород, работая в гранитных туннелях шириной 2 метра, где удары руды и трение вызывают сильный износ рам и ковшей оборудования. В прошлом устаревшее оборудование часто останавливалось из-за деформации рамы и повреждения ковшей. Между тем, оборудование со сложными технологиями было не только дорогим в приобретении, но и зависело от профессионального персонала для обслуживания, что делало его совершенно непригодным для реальных нужд малых и средних шахт. Поэтому подземное горнодобывающее оборудование, оснащённое холодноклёпанными рамами и встроенными компонентами из марганцевой стали, стало фаворитом рынка из-за своей долговечности и простоты обслуживания. Инновации в горнодобывающей технике, сосредоточенные на этих базовых технологиях, также стали ключевым фактором для повышения эффективности для малых и средних шахт.

1.2 Три основных усовершенствования базовых технологий, адаптированных к добыче полезных ископаемых

Первая ключевая модернизация заключается в комбинированном применении корпусов ковшей из низколегированной высокопрочной износостойкой стали и зубьев ковшей из стали с высоким содержанием марганца. При подземной добыче твёрдых пород корпус ковша подвергается постоянному трению, а зубья ковшей – непосредственному воздействию интенсивной руды, что затрудняет использование одного материала для удовлетворения обоих требований. В настоящее время корпуса ковшей основного подземного горнодобывающего оборудования изготавливаются изНизколегированная высокопрочная износостойкая сталь НМ360, а зубья ковша сделаны изсталь с высоким содержанием марганца Мн13На некоторых рудниках также добавляются усиливающие полосы из стали с высоким содержанием марганца по краям корпуса ковша. Небольшой золотой рудник в Неваде заменил свой старый обычный стальной ковш на эту комбинированную конструкцию. В результате общий цикл замены ковша увеличился с 3 до 9 месяцев, при этом зубья ковша из стали с высоким содержанием марганца требовалось менять по отдельности только каждые 6 месяцев, что позволило сэкономить 35 000 долларов США на стоимости замены в год. Этот точный подбор материалов, основанный на эксплуатационных характеристиках, является основным направлением современных инноваций в горнодобывающей технике, эффективно решая проблему износа при добыче твёрдых пород.

Второе — это комплексное применение цельных рам из обычной марганцевой стали в сочетании с технологией холодной клепки. Традиционные сварные рамы были склонны к растрескиванию сварных швов во время ухабистой работы в рудниках с твердой породой. Как только рама повреждалась, все оборудование становилось практически бесполезным. В отличие от этого, цельные рамы нового подземного горнодобывающего оборудования изготавливаются из обычной марганцевой стали с 8% содержанием марганца, а ключевые соединения фиксируются с помощью технологии холодной клепки. Это не только обеспечивает прочность конструкции, но и снижает затраты на плавку. Шахта по твердой породе в Брокен-Хилле, Австралия, сообщила, что погрузчики, использующие эту конструкцию, работали непрерывно в течение 18 месяцев без деформации или ослабления рамы. По сравнению со старыми сварными рамами, частота технического обслуживания была снижена на 60%. Это улучшенное сочетание мастерства и базовых материалов не требует сложных технологий, но напрямую продлевает срок службы оборудования.

Третье обновление – это установканизколегированная высокопрочная износостойкая стальЗащитные устройства трансмиссии. Разбросанные камни при подземной добыче твёрдых пород могут повредить компоненты трансмиссии оборудования, поэтому защитные устройства должны обеспечивать баланс износостойкости и ударопрочности. Современные инновации в области горнодобывающей техники в основном связаны с установкойНизколегированная высокопрочная износостойкая сталь НМ400Защитные устройства на ключевых компонентах. Эти устройства прочно соединяются с обычными холодноклёпанными рамами из марганцевой стали, образуя целостную защитную конструкцию. После установки этих устройств на погрузчики на никелевом руднике в Садбери, Канада, частота повреждений компонентов трансмиссии снизилась на 75%. Это полностью решило проблему внезапного отключения оборудования из-за удара о горную породу, что позволило оборудованию адаптироваться к непрерывной высокоинтенсивной работе.

1.3 Как базовые технологии повышают популярность подземного горнодобывающего оборудования

Данные дилеров оборудования в горнодобывающих кластерах показывают, что продажи оборудования, оснащенного холодноклёпанными рамами и компонентами из марганцевой стали, выросли на 30% по сравнению с прошлым годом. Малые и средние шахты предпочитают такое оборудование, главным образом, из-за его экономичности и простоты обслуживания. Дилер из Колорадо, США, заявил, что все 10 погрузчиков, проданных в прошлом квартале, были оснащены цельными рамами из обычной марганцевой стали.Корпуса ковшей из низколегированного сплава NM360, иЗубья ковша из стали с высоким содержанием марганца Mn13Покупатели горнодобывающего оборудования обычно сообщали, что при выходе оборудования из строя местные специалисты по техническому обслуживанию могли заменить изношенные зубья ковша из стали с высоким содержанием марганца или укрепить холодноклёпочные соединения. Не нужно было ждать профессиональных бригад от производителей, что значительно сокращало время простоя.

Инновации в горнодобывающей технике также включают в себя целенаправленные базовые усовершенствования, основанные на характеристиках туннелей различных шахт. Например, для узких туннелей шириной 1,8 метра производители оптимизировали вес цельных рам из обычной марганцевой стали, сохранив при этом технологию холодной клепки. Ковши изготовлены из более тонких материалов.Низколегированная высокопрочная износостойкая сталь НМ300Выпущенные малогабаритные погрузчики завоевали большую популярность на рудниках Юго-Восточной Азии, специализирующихся на добыче твёрдых пород. Целенаправленная адаптация к основным материалам позволяет подземному горнодобывающему оборудованию, предлагаемому к продаже, адаптироваться к различным условиям эксплуатации, что ещё больше расширяет рыночный спрос.

1.4 Ключевые факторы, позволяющие малым и средним шахтам легко адаптироваться к новому оборудованию

Главным преимуществом подземного горнодобывающего оборудования, оснащенного холодноклёпанными рамами и компонентами из марганцевой стали, является простота эксплуатации и обслуживания. В отличие от сложного интеллектуального оборудования, его основные конструкции просты и интуитивно понятны, и горняки могут освоить навыки эксплуатации после простого обучения. Опрос 50 малых и средних шахт по добыче твёрдых пород показал, что в 90% случаев техническое обслуживание нового оборудования сводилось лишь к замене изношенных зубьев ковшей из высокомарганцевой стали, защитных ограждений из низколегированной стали или усилению ослабленных заклёпок. Расходные материалы легко приобрести, и они недорогие.

Кроме того, оптимизирована совместимость оборудования. Технические характеристики ковшей из низколегированной стали и рам из обычной марганцевой стали нового оборудования стандартизированы, что обеспечивает частичную совместимость с запасными частями существующего старого оборудования в шахтах. Например,Зубья ковша из стали с высоким содержанием марганца Mn13Новые погрузчики можно адаптировать к погрузочно-разгрузочным интерфейсам старого транспортного оборудования. Это позволяет шахтам модернизировать оборудование партиями, а не менять весь парк, что значительно снижает инвестиционные затраты.

1.5 Направление практического развития инноваций в горнодобывающей технике

В будущем инновации в горнодобывающей технике продолжат фокусироваться на оптимизации базовых материалов. Производители планируют и далее совершенствовать области применения материалов на основе марганцевой стали и выпускать модели компонентов, подходящие для руд различной твёрдости. Например, оборудование для добычи сверхтвёрдых руд, таких как гранит, будет оснащено более толстымиКорпуса ковшей из низколегированного сплава NM450и закаленныйЗубья ковша из стали с высоким содержанием марганца Mn13. Для добычи железной руды несущая конструкция цельных рам из обычной марганцевой стали будет оптимизирована для повышения ударопрочности.

В то же время технология холодной клёпки будет ещё больше упрощена. Для обычных рам из марганцевой стали будут внедрены конструкции съёмных заклёпок, что позволит шахтерам быстро выполнять обслуживание рам на месте. Эти практические усовершенствования не требуют использования высокотехнологичного вспомогательного оборудования, но могут эффективно повысить практичностьподземное горнодобывающее оборудование на продажу, постоянно удовлетворяя основные потребности малых и средних рудников по добыче твердых пород.