Koparka wielonaczyniowa

Koparki wielonaczyniowe w kopalni odkrywkowej Garzweiler w Niemczech . Zwróć uwagę na 40-tonową CAT w lewym dolnym rogu dla porównania rozmiarów

Koparka wielonaczyniowa (BWE) to duża , ciężka maszyna używana w górnictwie odkrywkowym .

Podstawową funkcją BWE jest działanie jako ciągła maszyna do kopania w operacjach górniczych odkrywkowych na dużą skalę , usuwająca tysiące ton nadkładu dziennie. To, co odróżnia BWE od innych wielkoskalowych urządzeń górniczych, takich jak koparki łańcuchowe , to użycie dużego koła składającego się z ciągłego wzoru łyżek używanych do czerpania materiału podczas obracania się koła. Zaliczają się do największych pojazdów (lądowych lub morskich), jakie kiedykolwiek wyprodukowano, a największa z koparek wielonaczyniowych (14 200 ton Bagger 293 ) nadal posiada rekord świata Guinnessa za najcięższy pojazd lądowy, jaki kiedykolwiek zbudowano.

Historia

Koparka wielonaczyniowa w kopalni odkrywkowej Garzweiler (film, 1:40 min., ok. 9 MB)

Koparki wielonaczyniowe były używane w górnictwie od ostatniego stulecia, a niektóre z pierwszych wyprodukowano w latach dwudziestych XX wieku. Są one używane w połączeniu z wieloma innymi elementami maszyn górniczych ( przenośniki taśmowe , rozrzutniki , stacje kruszenia , systemy ługowania hałdy itp.) do przemieszczania i wydobywania ogromnych ilości nadkładu (odpadów). Chociaż ogólne koncepcje BWE niewiele się zmieniły, ich rozmiar drastycznie wzrósł od zakończenia II wojny światowej.

W latach pięćdziesiątych dwie niemieckie firmy wydobywcze zamówiły pierwsze na świecie niezwykle duże BWE i zbudowały trzy BWE do wydobywania węgla brunatnego w pobliżu Kolonii w Niemczech. Niemieckie BWE miały koło o średnicy ponad 16 m (52 stóp), ważyły 5500 ton amerykańskich (5000 ton) i miały ponad 180 m (600 stóp) długości, z osiemnastoma jednostkami gąsienicowymi do poruszania się i mogły wycinać pokos o długości ponad 180 m (600 stóp) w jednym czasie

BWE budowane od lat 90. XX wieku, takie jak Bagger 293, osiągnęły rozmiary sięgające 96 m (315 stóp) wysokości, 225 m (738 stóp) długości i tak ciężkie, jak 14 200 ton (31 300 000 funtów). Samo koło czerpakowe może mieć średnicę ponad 21 m (70 stóp) z aż 20 czerpakami, z których każdy może pomieścić ponad 15 m3 ( ²⁰ jardów sześciennych) materiału. BWE poczyniły również postępy w ekstremalnych warunkach, w których są obecnie zdolne do działania. Wiele BWE zostało zaprojektowanych do pracy w klimatach o temperaturach tak niskich, jak -45 ° C (-49 ° F). Deweloperzy skupiają się teraz na automatyzacji i wykorzystaniu energii elektrycznej.

Struktura

Koparka wielonaczyniowa (BWE) składa się z nadbudowy , do której przymocowanych jest kilka dodatkowych elementów.

Koło czerpakowe, od którego maszyny wzięły swoją nazwę, to duże, okrągłe koło z konfiguracją czerpaków, które jest przymocowane do wysięgnika i może się obracać. Materiał zebrany przez koło tnące jest przenoszony z powrotem wzdłuż wysięgnika. We wczesnych kołach czerpakowych typu komórkowego materiał był przenoszony przez rynnę prowadzącą z każdej łyżki, podczas gdy nowsze konstrukcje bezkomorowe i półogniwowe wykorzystują nieruchomą rynnę, przez którą rozładowywane są wszystkie łyżki.

Wysięgnik odbiera materiał przez nadbudowę z wysięgnika tnącego i przenosi go z maszyny, często do zewnętrznego systemu przenośników.

Wysięgnik przeciwwagi równoważy wysięgnik tnący i jest wspornikowy w dolnej części nadbudowy (w przypadku kompaktowych BWE) lub w górnej części (w przypadku średniej wielkości BWE z ramą C). W większych BWE wszystkie trzy wysięgniki są podtrzymywane przez liny biegnące w poprzek wież na szczycie nadbudówki.

Pod nadbudową leżały systemy ruchu. W starszych modelach byłyby to szyny, po których poruszałaby się maszyna, ale nowsze BWE są często wyposażone w gąsienice , które zapewniają im większą elastyczność ruchu.

Aby umożliwić mu wypełnianie swoich obowiązków, nadbudowa BWE może obracać się wokół osi pionowej (obracać). Wysięgnik tnący można przechylać w górę iw dół (podnoszenie). Prędkości tych operacji są rzędu odpowiednio 30 m/min i 5 m/min. Obracanie jest napędzane przez duże koła zębate, podczas gdy podnoszenie zazwyczaj wykorzystuje system linowy.

Rozmiar

Koparka wielonaczyniowa w Ferropolis , Niemcy

Skala BWE jest bardzo zróżnicowana i zależy od zamierzonego zastosowania. Kompaktowe BWE zaprojektowane przez ThyssenKrupp mogą mieć wysięgnik o długości zaledwie sześciu metrów (20 stóp), ważyć 50 ton i przenosić 100 m3 ⁽ 3500 stóp sześciennych) ziemi na godzinę. Ich większe modele osiągają długość wysięgnika 80 m (260 stóp), ważą 13 000 ton i poruszają się z prędkością 12 500 m ³ (440 000 stóp sześciennych) na godzinę. Największym BWE, jaki kiedykolwiek zbudowano, jest Bagger 293 firmy TAKRAF , który ma 93 metry wysokości i 225 metrów długości, waży 14 200 ton i jest w stanie przenosić codziennie 240 000 m ^{3 (8 500 000 stóp sześciennych) nadkładu.} Odnotowano wykopaliska 380 000 m ^{3 (13 000 000 stóp sześciennych) dziennie.} BWE używane w Stanach Zjednoczonych są zwykle mniejsze niż te budowane w Niemczech.

Operacja

BWE są używane do ciągłego usuwania nadkładu w górnictwie odkrywkowym. Używają swoich kół tnących do zdzierania fragmentu ziemi (bloku roboczego) podyktowanego wielkością koparki. Poprzez podnoszenie blok roboczy może obejmować obszar zarówno powyżej, jak i poniżej poziomu maszyny (poziom stołu). Obracając się , koparka może sięgać w poziomie.

Nadkład jest następnie dostarczany do wysięgnika wyładowczego, który przenosi ściętą ziemię do innej maszyny w celu przeniesienia jej do rozrzutnika. Może to być stały system przenośników taśmowych lub mobilny przenośnik z gąsienicami podobnymi do tych, które można znaleźć w BWE. Przenośniki mobilne przymocowane na stałe do koparki przejmują ciężar kierowania materiału z dala od operatora. rozrzutnika poprzecznego , który sięga w poprzek wykopu i rozrzuca nadkład na zwałowisku.

Automatyzacja

Automatyzacja BWE wymaga integracji wielu czujników i komponentów elektrycznych, takich jak GPS , systemy akwizycji danych i możliwości monitorowania online. Celem tych systemów jest odjęcie części pracy od operatorów w celu osiągnięcia wyższych prędkości wydobycia. Kierownicy projektów i operatorzy mogą teraz śledzić kluczowe dane dotyczące BWE i innych maszyn w operacjach wydobywczych za pośrednictwem Internetu. Czujniki mogą wykryć, ile materiału jest nabierane na taśmę przenośnika, a system automatyki może następnie zmieniać prędkość na taśmach przenośnika w celu podawania ciągłej ilości materiału.

Aplikacje

Koparki wielonaczyniowe i koparki łańcuchowe wykonują zadania, które wcześniej były wykonywane za pomocą łopat linowych i koparek . W większości zastosowań zostały one zastąpione przez koparki hydrauliczne , ale nadal są używane w operacjach na bardzo dużą skalę, gdzie można je wykorzystać do przenoszenia materiałów sypkich lub wydobywania miękkiego lub półtwardego nadkładu.

Wydobycie węgla brunatnego

Głównym zastosowaniem BWE jest wydobycie węgla brunatnego (węgla brunatnego), gdzie są one wykorzystywane do usuwania nadkładu skał miękkich przy braku robót strzałowych. Są one przydatne w tym charakterze ze względu na możliwość ciągłego dostarczania dużych ilości materiałów do przetwórców, co jest szczególnie ważne przy ciągłym zapotrzebowaniu na węgiel brunatny.

Ze względu na duże zapotrzebowanie na węgiel brunatny, wydobycie węgla brunatnego jest również jednym z obszarów największego rozwoju BWE. Dodatki zautomatyzowanych systemów i większej zwrotności, a także komponenty zaprojektowane do konkretnego zastosowania, zwiększyły niezawodność i wydajność, z jaką BWE dostarczają materiały.

Obsługa materiałów

Technologia koła czerpakowego jest szeroko stosowana w transporcie materiałów sypkich. Koła czerpakowe są używane do zbierania materiału, który został umieszczony przez układarkę w celu transportu do zakładu przetwórczego. Układacze/regeneratory, które łączą zadania w celu zmniejszenia liczby wymaganych maszyn, również wykorzystują koła czerpakowe do wykonywania swoich zadań.

W stoczniach koła czerpakowe są używane do ciągłego załadunku i rozładunku statków, gdzie pobierają materiał ze stoczni w celu przeniesienia go do systemu dostawczego. Łańcuchy kubełkowe mogą być używane do wyładunku materiału z ładowni statku. Ciągły rozładunek statków TAKRAF jest w stanie usunąć do 95% materiału z ładowni statku, dzięki elastycznie konfigurowanemu osprzętowi do kopania.

Wymywanie hałdy

Rozszerzenie ich innych zastosowań, BWE są wykorzystywane w procesach ługowania hałdy . Wymywanie hałdy polega na konstruowaniu stosów pokruszonej rudy, przez które przepuszcza się rozpuszczalnik w celu wydobycia cennych materiałów. Budowa i usuwanie hałd jest oczywistym zastosowaniem technologii układania w stosy i rekultywacji.

Producenci i rynek

Koło czerpakowe

Niewiele firm chce lub jest w stanie produkować masywne, drogie koła zębate wymagane dla BWE. Unex w Czechach nadal posiada oryginalne formy odlewnicze i nadal jest w stanie produkować BWE. Jednak maszyny te zostały zbudowane tak, aby działały w nieskończoność przy ciągłym intensywnym użytkowaniu, a wydobycie odkrywkowe jest obecnie mniej popularne, więc popyt na nowe maszyny jest niewielki. Producenci BWE i podobnych systemów wydobywczych uzyskują obecnie pewne dochody z projektów konserwacyjnych i remontowych, ale produkują również duże części stalowe do innych celów. Obecne wykorzystanie koparek wielonaczyniowych koncentruje się głównie w obszarze wydobycia węgla brunatnego (brunatnego) do produkcji energii elektrycznej, głównie w Niemczech i Europie Wschodniej/Południowo-Wschodniej. Unex stworzył również BWE do wydobywania diamentów z syberyjskiej wiecznej zmarzliny.

Zobacz też

Linki zewnętrzne