Введение

Экскаватор на ковшах (BWE) - это крупная машина, используемая в поверхностных шахтах. Их основная функция - это непрерывная машина для крупномасштабных открытых шахт, которая ежедневно удаляет тысячи тонн перегруженного груза. Их отличает от других крупномасштабных горных приборов, таких как цепные экскаваторы, использование большого колеса, состоящего из непрерывного ряда ведер, которые собирают материал по мере вращения колеса. Это одни из самых больших сухопутных и морских транспортных средств, когда-либо созданных. 14 200-тонный Bagger 293 имеет мировой рекорд Гиннеса как самое тяжелое сухопутное транспортное средство, когда-либо построенное.

История

Ковры на коврах использовались в горнодобывающей промышленности в течение последнего столетия, причем некоторые из первых были изготовлены в 1920-х годах. Они используются в сочетании со многими другими частями горнодобывающего оборудования (конвейеры, распылители, дробильные станции, системы сброса насыпных и т.д.). перемещать и добывать огромные объемы перегруженности (отходов). Хотя общие концепции, входящие в BWE, не сильно изменились, их размер резко вырос с конца Второй мировой войны. В 1950-х годах две немецкие горнодобывающие фирмы заказали первые в мире чрезвычайно большие БТЭ, и три БТЭ были построены для добычи лигнита вблизи Кельна, Германия. Немецкие BWE имели колесо диаметром более 15,85 м, весом и длиной более 182,88 м, с восемнадцатью ползучими блоками для передвижения и могли пересекать полосу более 182,88 м в одно время. BWE, построенные с 1990-х годов, такие как Bagger 293, достигли размеров, таких как высокий, длинный и тяжелый, как само колесо ведра, которое может иметь диаметр более 21,34 м с 20 ведрами, каждое из которых может вместить материал. БВЭ также продвинулись вперед в отношении экстремальных условий, в которых они теперь могут работать. Многие БВЭ были разработаны для работы в климате с температурой до 45 °C (49 °F). Сейчас разработчики обращают внимание на автоматизацию и использование электрической энергии.

Структура

Ковшовой экскаватор (BWE) состоит из надстройки, к которой прикреплены еще несколько компонентов. Колесо, от которого машины получили свое название, представляет собой большое круглое колесо с конфигурацией лопаток, которое прикреплено к ручке и способно вращаться. Материал, поднятый режущим колесом, переносится обратно вдоль бревна. В ранних ковшах типа клеток материал переносился через шланг, ведущий из каждого ковша, в то время как более новые конструкции с меньшими и полуклеточными клетками используют стационарный шланг, через который выводятся все ковши. Разгрузочный бум получает материал через надстройку от режущего бума и переносит его от машины, часто к внешней конвейерной системе. Контрвесная стрелка уравновешивает режущую стрелку и расположена в конфигурации либо на нижней части надстройки (в случае компактных БТЭ), либо на верхней части (в случае БТЭ среднего размера с рамкой С). В более крупных БВЭ все три бума поддерживаются кабелями, проходящими через башни в верхней части надстройки. Под надстройкой лежали системы движения. На старых моделях это были бы рельсы для движения машины, но новые БВЭ часто оснащаются ползучими, которые предоставляют им большую гибкость движения. Чтобы позволить ему выполнить свои обязанности, надстройка БВЭ способна вращаться вокруг вертикальной оси (крутящийся). Режущий бум может быть наклонен вверх и вниз (подъем). Скорости этих операций составляют 30 м/мин и 5 м/мин соответственно. Взвешивание осуществляется с помощью больших шестерен, в то время как подъем обычно использует кабельную систему. Самый большой из когда-либо построенных BWE - Bagger 293 TAKRAF, который имеет высоту 93 метра и длину 225 метров, весит 14 200 тонн и способен перемещать перегрузку каждый день. Были зарегистрированы раскопки в день. В США используются более мелкие БВЭ, чем в Германии.

Операция

БВЭ используются для непрерывного удаления перегрузок в поверхностных горных работах. Они используют свои режущие колеса, чтобы отрезать участок земли (рабочий блок), определяемый размером экскаватора. При подъеме рабочий блок может включать в себя область как выше, так и ниже уровня машины (уровня скамейки). С помощью поворота экскаватор может проходить через горизонтальный диапазон. Затем перегрузка подается на разгрузочный бум, который передает вырезанную землю на другую машину для передачи в распределитель. Это может быть фиксированная лентовая конвейерная система или подвижная конвейерная система с ползущими устройствами, аналогичными тем, которые используются на БВЭ. Мобильные конвейеры, постоянно прикрепленные к экскаватору, снимают с оператора бремя направления материала. Перегрузка также может быть передана непосредственно в распределитель поперечного яма, который достигает через яму и рассеивает перегрузку на свалке.

Автоматизация

Автоматизация БВЭ требует интеграции многих датчиков и электрических компонентов, таких как GPS, системы сбора данных и возможности онлайн-мониторинга. Цель этих систем - избавить операторов от части работы, чтобы достичь более высоких скоростей добычи. Руководители проектов и операторы теперь могут отслеживать важные данные о BWE и других машинах в горнодобывающих операциях через Интернет. Датчики могут обнаружить, сколько материала собирается на конвейерной ленте, и автоматическая система может изменять скорость на конвейерах, чтобы постоянно подавать количество материала.

Приложения

Ковры на колесах и ковры с цепью выполняют задачи, которые раньше выполнялись с помощью лопаток и канатов. В большинстве случаев они были заменены гидравлическими экскаваторами, но все еще используются для очень крупномасштабных операций, где они могут использоваться для переноса рыхлых материалов или для выемки мягкой или полужесткой перегрузки.

Добыча лигнита

Основным применением БВЭ является добыча лигнита (бурого угля), где они используются для удаления мягких пород при отсутствии взрыва. Они полезны в этой роли благодаря своей способности непрерывно поставлять большие объемы материалов переработчикам, что особенно важно с учетом постоянного спроса на лигнит. Из-за большого спроса на лигнит добыча лигнита также была одной из областей наибольшего развития для BWE. Добавление автоматизированных систем и повышенной маневренности, а также компонентов, предназначенных для конкретного применения, повысили надежность и эффективность доставки материалов БТЭ.

Обработка материалов

Технология ковша широко используется в перевозке сыпучих материалов. Рекуператоры на ковшах используются для сбора материала, который был помещен на складной для транспортировки на перерабатывающий завод. Установщики, которые сочетают задачи для сокращения количества требуемых машин, также используют ковшовые колеса для выполнения своих задач. На верфях ковшовые колеса используются для непрерывной погрузки и разгрузки судов, где они собирают материал с верфи для передачи в систему доставки. Цепочки с ведрами могут использоваться для разгрузки материала из трюма судна. Непрерывный разгрузочный прибор TAKRAF способен удалить до 95% материала из трюма судна благодаря гибко сконфигурированному устройству для копания.

Вымывание на куче

В качестве расширения их других применений, БТЭ используются в процессах выщелачивания на куче. Смесью из руды, которая входит в склад, используется растворитель для извлечения ценных материалов. Строительство и удаление кучей - очевидное применение технологии складирования и утилизации.

Производители и рынок

Немногие компании готовы или способны производить огромные, дорогие механизмы, необходимые для БВЭ. Unex, Чешская Республика, все еще имеет оригинальные литые формы и все еще может производить BWE. Однако эти машины были построены так, чтобы они могли работать бесконечно при постоянном интенсивном использовании, а полосовая добыча в настоящее время менее популярна, поэтому спрос на новые машины невелик. Производители БВЭ и аналогичных систем добычи теперь получают некоторые доходы от проектов по техническому обслуживанию и ремонту, но также производят крупные стальные детали для других целей. В настоящее время ковры на коврах используются в основном в области добычи лигнита (бурого угля) для производства электроэнергии, в основном в Германии и Восточной/Юго-Восточной Европе. Unex также заключила договор на добычу алмазов из сибирской вечной мерзлоты.