Ремонтная технологичность металлоконструкций карьерных механических лопат на угольных разрезах Севера

Природа 
покоряется лишь тому, 
кто сам 
подчиняется ей. 

Ф.Бэкон 

РЕДАКЦИОННЫЙ 
СОВЕТ 

Председател 
ь 

Л.А. 
ПУЧКОВ 

Зам. 
председателя 

JI.X. 
ГИТИС 

Члены 
рвдсовеша 

И.В.ДЕМЕНТЬЕВ 

A. П. 
ДМИТРИЕВ 

Б.А. 
КАРТОЗИЯ 

М.В. 
КУРЛЕНЯ 

В.И. 
ОСИПОВ 

э.м. соколов 

К.Н. 
ТРУБЕЦКОЙ 

В.В. 
ХРОНИН 

B. А. 
ЧАНТУРИЯ 

Е.И. 
ШЕМЯКИН 

президент 
МГГУ, 
ч.1.-корр. 
РАН 

директор 
Издательства 
МГГУ 

академик 
РАЕН 

академик 
РАЕН 

академик 
РАЕН 

академик 
РАН 

академик 
РАН 

академик 
МАН 
Bill 

академик 
РАН 

профессор 

академик 
РАН 

академик 
РАН 

B.C. КВАГИНИДЗЕ 

РЕМОНТНАЯ 
ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ 
МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ 
КАРЬЕРНЫХ 
МЕХАНИЧЕСКИХ ЛОПАТ 
НА УГОЛЬНЫХ 
РАЗРЕЗАХ СЕВЕРА 

Издание 2-е, 
стереотипное 

МОСКВА 

«МИР ГОРНОЙ книги» 

• 

ИЗДАТЕЛЬСТВО московского 
ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО 

УНИВЕРСИТЕТА 
• 

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ГОРНАЯ КНИГА» 

2007 

УДК 621.879.34 
ББК 30.83 
К 32 

Книга 
соответствует 
«Гигиеническим 
требованиям 
к 
изданиям 
книжным для взрослых. СанПиН 1.2.1253-03», утвержденным 
Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. 

Квагинидзе В.С. 

К 32 
Ремонтная технологичность металлоконструкций карьерных механических лопат на угольных разрезах Севера. — 2-е 
изд., стер. — М.: «Мир горной книги», Издательство Московского государственного горного университета, издательство 
«Горная книга», 2007. — 224 с. (ОСВОЕНИЕ СЕВЕРНЫХ 
ТЕРРИТОРИЙ) 

ISBN 978-5-91003-020-5 (в пер.) 
ISBN 978-5-7418-0475-9 
ISBN 978-5-98672-068-5 

Развитие р а з р а б о т к и п о л е з н ы х и с к о п а е м ы х в р а й о н а х С и б и р и и К р а й н е г о 
С е в е р а ставит з а д а ч и д а л ь н е й ш е г о п о в ы ш е н и я н а д е ж н о с т и и р е м о н т н о й т е х н о л о г и ч н о с т и 
карьерного о б о р у д о в а н и я . 
При наличии таких с л о ж н ы х 
у с л о в и й 
э к с п л у а т а ц и и п р е д ъ я в л я ю т с я о с о б ы е т р е б о в а н и я к к о н с т р у к ц и и м а ш и н . Т я ж е л ы е у с л о в и я р а б о т ы п р и в о д я т к с н и ж е н и ю п р о и з в о д и т е л ь н о с т и экскаваторов и 
п о в ы ш е н и ю т р у д о е м к о с т и п о и х т е х н и ч е с к о м у о б с л у ж и в а н и ю и р е м о н т у . О б о с нована н е о б х о д и м о с т ь н а у ч н о г о п о д х о д а к р е ш е н и ю э т и х п р о б л е м . 

Д л я н а у ч н ы х и и н ж е н е р н о - т е х н и ч е с к и х р а б о т н и к о в , з а н и м а ю щ и х с я проект и р о в а н и е м , с о з д а н и е м и э к с п л у а т а ц и е й карьерных м е х а н и ч е с к и х лопат. 

УДК 621.879.34 
ББК 30.83 

ISBN 978-5-91003-020-5 
© B.C. Квагинидзе, 1997, 2007 

ISBN 978-5-7418-0475-9 
© «Мир горной книги», Издательство 

ISBN 978-5-98672-068-5 
МГГУ, издательство «Горная книга», 
2007 

© Дизайн книги. Издательство Ml 1 У, 
2007 

В В Е Д Е Н И Е 

Развитие открытого способа добычи полезных ископаемых в настоящее время идет 
по пути роста 
производственной 
мощности 
предприятия, 
увеличения 
коэффициента 
вскрыши, объемов работ по экскавации, продвижения открытых разработок в отдаленные 
районы с суровым климатом. Удельный вес 
добычи угля открытым способом в стране 
сейчас составляет около 42 % и в дальнейшем 
должен расти. Все это создает благоприятные 
условия для использования выемочного высокопроизводительного оборудования. 

Развитие разработки полезных ископаемых в районах Сибири и Крайнего Севера ПО 
"Якутуголь", "Якуталмаз" и др. ставит задачу 
дальнейшего повышения надежности и ремонтной технологичности карьерного оборудования. Это диктуется постоянным ростом 
его мощности, усложнением конструкции машин и эксплуатации в суровых условиях при 
длительном воздействии низких отрицательных 
температур. 
При 
этом 
условия 
эксплуатации предъявляют особые требования к 
конструкции машин, которые должны изготовляться и эксплуатироваться с учетом дополнительных нагрузок, возникших в результате смерзаемости грунта и значительного 
снижения свойств стали под влиянием низких 
отрицательных температур. 

Тяжелые условия работы карьерных механических лопат, связанные с нестабильностью горнотехнических условий, знакопеременными и ударными нагрузками, наличием 

вибраций, повышенной влажностью воздуха, 
резкими колебаниями температуры приводят 
к снижению производительности и повышению трудоемкости работ по техническому обслуживанию и ремонту экскаваторов. 

На горных предприятиях Севера широко 
используются карьерные экскаваторы с ковшом вместимостью от 4,6 до 20 м

3. Наряду с 
серийными экскаваторами ЭКГ-8И, ЭКГ-12,5 
находят применение экскаваторы типа ЭКГ5А, ЭУГ-6,3 УС, ЭКГ-8ИХЛ. На разрезе 
"Нерюнгринский" применятся почти все типы 
карьерных механических лопат, большой объем горных 
работ 
выполняют 
экскаваторы 
ЭКГ-20. 

Вместе с тем поддержание высоких темпов развития 
открытых горных 
работ на 
угольных разрезах сдерживаются низкой эффективностью использования карьерных экскаваторов, которые под влиянием многочисленных факторов простаивают от 40 до 50 % 
календарного времени, в том числе по техническим причинам 14—27 %. Фактические простои в ремонте более чем в 3 раза превышают 
нормативные, что объясняется недостаточной 
надежностью и низкой эффективностью системы обслуживания и ремонта машин. Снижение уровня надежности приводит к сокращению 
ремонтного 
цикла 
и 
удорожанию 
ремонтов. Так, расходы на содержание и ремонт оборудования в северных районах в 2—6 
раз превышают аналогичные расходы в средней полосе страны. 

На ремонт оборудования, являющегося 
самым трудоемким вспомогательным процессом на открытых разработках, расходуется до 
трети всех затрат на добычу полезного ископаемого. Ремонтом занято 18—30 % списочного состава рабочих. Уровень механизации 
ремонтных работ очень низок, до 76 % затрат 

труда приходится на операции, выполняемые 
вручную. 

Многолетний опыт эксплуатации экскаваторов в суровых климатических 
условиях 
показывает, что в зимние месяцы резко повышается количество отказов вследствие разрушения металлоконструкций. 

Острота проблемы повышения надежности и ремонтной технологичности карьерных 
механических лопат обуславливается также: 
поточным характером производства, где одноковшовые 
экскаваторы 
в 
большинстве 
случаев являются ведущими машинами всего технологического комплекса; 
опережающим усложнением конструкций экскаваторов 
(механических, 
электрических, 
гидравлических систем) по сравнению с внедрение современных 
методов 
повышения 
надежности 
сложных систем управления в практику экскаваторостроения; увеличением числа экскаваторов, работающих в районах с низкими температурами 
(районы 
Заполярья, 
Якутии, 
Сибири, Дальнего Востока); низкой надежностью и малыми сроками службы деталей и узлов значительной части экскаваторов, что вызывает неоправданно большие трудовые и 
материальные затраты на ремонты. 

Одним 
из направлений 
решения 
этой 
проблемы является повышение 
надежности 
и ремонтной технологичности 
экскаваторов, 
улучшение их приспособленности к техническому 
обслуживанию 
и ремонту, 
а также 
совершенствование системы технического обслуживания и ремонта. Исключительно важное значение в современных условиях приобретают 
последние 
из 
указанных 
путей. 
Причем в качестве главной следует назвать 

проблему обеспечения высокой технологичности карьерных механических лопат при ремонтах, т.е. совокупности свойств, позволяющих добиться оптимальных затрат времени, 
труда и объема выпуска и условий выполняемых работ. Необходимость научного подхода 
к решению данной задачи вызвана еще тем, 
что на "Нерюнгрииском" угольном месторождении в ремонтной службе ощущается недостаток поставки 
заводами-изготовителями 
ремонтной документации и запчастей. 

ОСОБЕННОСТИ 
ЭКСПЛУАТАЦИИ 
КАРЬЕРНЫХ 
МЕХАНИЧЕСКИХ 
ЛОПАТ 

1.1. Условия эксплуатации 
карьерных механических лопат 
на угольных разрезах 
Якутского каменноугольного 
бассейна 

1.2. Показатели использования 
карьерных механических лопат 

1.3. Анализ работ 
по ремонтной технологичности 

машин 

1.1. УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ 
КАРЬЕРНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ЛОПАТ 
НА УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗАХ ЯКУТСКОГО 
КАМЕННОУГОЛЬНОГО БАССЕЙНА 

На разрезе "Нерюнгринкий" разрабатывается месторождение, расположенное в центральной части Южно-Якутского каменноугольного бассейна и представляющие собой мульду длиной 6 км, шириной 3,9 км. 
Углы падения крыльев мульды изменяются от 20 до 25 
°С по периферии до горизонтального залегания в замке. 
Вынимаемый 
открытым 
способом 
верхний 
пласт 
"Мощный" в северной части месторождения выдержан 
по мощности, которая в среднем составляет 20—25 м. 

Вскрышные породы представлены песчаниками и 
алевролитами 
значительной 
крепости. 
Мощность 
вскрытых пород в центре мульды достигает 315 м. Отвалы расположены в непосредственной близости от западной и северо-восточной границ карьера (табл. 1.1). Производственная мощность карьера определена с учетом 
потребности в концентрате углей марки 9д (табл. 1.2). 
Общая производственная мощность карьера 
принята 
равной 13 млн. т углей в год. Среднегеологический коэффициент вскрыши превышает 6 м

3/т. 

В настоящее время горные работы сосредоточены в 
западной части месторождения. Средняя длина фронта 
работ на вскрышном уступе составляет 3,5—4,0 км. 

Интенсивная отработка горизонтов обусловила высокую концентрацию горных работ и, как следствие, 
большое количество оборудования в рабочей зоне. Для 
обеспечения высокой производительности на разрезе 
"Нерюнгринский" 
используется отечественной и импортное оборудование большой единичной мощности. 

10