Машиностроение 238 Наука техника. Т. 17, № 3 (2018) и Science and Technique. V. 17, No 3 (2018) https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-238-245 УДК [622.684:629.353]:622.271.3.06 Технологические особенности освоения месторождений твердых полезных ископаемых с использованием шарнирно-сочлененных самосвалов Канд. техн. наук А. В. Глебов1) 1)Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (Екатеринбург, Российская Федерация) © Белорусский национальный технический университет, 2018 Belarusian National Technical University, 2018 Реферат. Проведен анализ производства полноприводных самосвалов с шарнирно-сочлененной рамой и практиче- ского опыта эксплуатации их в качестве карьерного автотранспорта. Представлены технические характеристики не- которых моделей шарнирно-сочлененных самосвалов российского и белорусского производства. Приведены приме- ры транспортирования горной массы на предприятиях России и за рубежом. Акцентировано внимание на особенно- стях принятия организационно-технологических и проектных решений при внедрении шарнирно-сочлененных самосвалов. Установлено, что шарнирно-сочлененные самосвалы позволяют повысить эффективность отработки месторождения на стадии строительства и ввода в эксплуатацию горно-обогатительных комбинатов, особенно в тер- риториально удаленных и труднодоступных районах. Предложены технологические решения, позволяющие расши- рить сферу применения шарнирно-сочлененных самосвалов на горнодобывающих предприятиях путем использова- ния их при доработке карьеров, разрабатывающих глубокозалегающие месторождения твердых полезных ископае- мых. Выявлено, что сокращение объемов вскрыши можно обеспечить путем перехода с определенной глубины на автосамосвалы меньшей грузоподъемности или на специализированные автосамосвалы, работающие на повышенных уклонах автодорог. Показано, что одним из перспективных направлений развития технологии отработки кимберлито- вых месторождений с использованием шарнирно-сочлененных самосвалов является вскрытие нижних горизонтов карьера законтурными автомобильными тоннелями спиральной формы. Представленные технологические решения требуют дальнейшей научно-проектной проработки и позволят обеспечить ресурсосбережение и безопасность откры- тых горных работ при извлечении руд ранее нерентабельных месторождений. Для реализации программы импорто- замещения полноприводных самосвалов с шарнирно-сочлененной рамой необходимы маркетинговые исследования по изучению возможного рынка потребления машин данного класса на открытых горных работах с целью обоснова- ния перспективы обеспечения российского рынка производства. Ключевые слова: месторождение, технология, глубокие карьеры, крутые съезды, самосвалы с шарнирно- сочлененной рамой, ресурсосбережение, безопасность Для цитирования: Глебов, А. В. Технологические особенности освоения месторождений твердых полезных иско- паемых с использованием шарнирно-сочлененных самосвалов / А. В. Глебов // Наука и техника. 2018. Т. 17, № 3. С. 238–245. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-238-245 Technological Peculiar Features in Deposit Opening of Solid Minerals While Using Articulated Dump Trucks A. V. Glebov1) 1)Institute of Mining, Ural Branch of Russian Academy of Sciences (Yekaterinburg, Russian Federation) Abstract. The paper provides an analysis for production of four-wheel drive dump trucks with an articulated frame and it also describes a practical experience pertaining to operation of dump trucks as mining automotive transport. Technical characteristics Адрес для переписки Глебов Андрей Валерьевич Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук ул. Мамина-Сибиряка, 58, 620075, г. Екатеринбург, Российская Федерация Тел.: +7 952 144-0-444 glebov@igduran.ru Address for correspondence Glebov Andrey V. Institute of Mining, Ural Branch of Russian Academy of Sciences 58 Mamin-Sibiryak str., 620075, Yekaterinburg, Russian Federation Tel.: +7 952 144-0-444 glebov@igduran.ru Mechanical Engineering 239 Наука и техника. Т. 17, № 3 (2018) Science and Technique. V. 17, No 3 (2018) for some models of articulated dump trucks manufactured in Russia and Belarus are presented in the paper. The paper gives examples for transportation of run-of-mine ore at enterprises of Russia and abroad. The attention has been focused on specific features concerning organizational, technological and design decision making while introducing and promoting articulated dump trucks. It has been established that articulated dump trucks make it possible to improve an efficiency of mine develop- ment during construction period and when ore mining and processing enterprises are put into operation especially in geo- graphically remote and inaccessible areas. The paper proposes technological solutions allowing to expand the scope of articu- lated dump truck application at mining enterprises while using them for quarry development excavating deep deposits of solid minerals. It has been revealed that reduction in overburden volume can be achieved by transition from a certain depth to lower capacity dump trucks or special dump trucks operating on elevated slopes of roads. The paper shows that one of perspective directions for development of mining technology on kimberlite deposits is an opening of lower quarry horizons by peripheral road tunnels of spiral shape while using articulated dump trucks. The presented technological solutions require further re- search and design consideration and study and they will allow to ensure resource efficiency and safety of surface mining while extracting minerals at previously uneconomic ore deposits. In order to realize an import substitution program for four-wheel drive dump trucks with an articulated frame it is necessary to carry out marketing research on potential market for machines of this class required for open-pit mining in order to justify prospects for provision of the Russian production market. Keywords: deposit, technology, deep quarry, steep ramps, articulated dump trucks, efficient use of resources, safety For citation: Glebov A. V. (2018) Technological Peculiar Features in Deposit Opening of Solid Minerals While Using Articulated Dump Trucks. Science аnd Technique. 17 (3), 238–245. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-238-245 (in Russian) Введение Проблемы ресурсо- и энергосбережения при освоении глубокозалегающих месторождений являются приоритетными, поэтому совершен- ствование параметров технологических про- цессов горного производства обеспечивается за счет модернизации геотехники, в том числе ее роботизации, исходя из целенаправленной ти- пизации производственных процессов, ориен- тированных на наибольшее соответствие ре- альным горно-геологическим и горно-техниче- ским условиям ведения работ. При неуклонно растущей глубине открытой разработки полезных ископаемых, усложнении горно-технических и горно-геологических усло- вий целесообразно использовать инновацион- ные технологии и горное оборудование, что по- зволит отстраивать борта с максимально возмож- ными по устойчивости параметрами и отрабаты- вать месторождение с минимальным объемом вскрыши. Это даст возможность вести выемоч- ные работы ниже ранее намеченной проектной глубины карьеров и с минимальными затратами производить добычу и переработку руды. Все больше вовлекаются в разработку уда- ленные и беднотоварные месторождения, тре- бующие новых технологий и техники, обеспе- чивающих эффективное и безубыточное их освоение. Перспективным транспортом при отработке месторождений открытым способом в сложных горнотехнических и горно-геологических усло- виях могут стать самосвалы с шарнирно-соч- лененной рамой (ШСС). Накопленный опыт использования самосвалов данного класса на открытых горных работах требует проведения дополнительных исследований по обоснованию расширения области и условий их эффективной эксплуатации при разработке глубокозалегаю- щих месторождений твердых полезных иско- паемых. Производство самосвалов с шарнирно-сочлененной рамой Сегодня, в период санкционной полити- ки, необходимо тесное сотрудничество науки и производства в части совместной разработки и внедрения принципиально новых отечествен- ных технологий и техники. Одним из направ- лений комплексного развития горной, метал- лургической и машиностроительной отраслей в современных условиях, поиска путей реструк- туризации и модернизации является производ- ство и эксплуатация ШСС на открытых горных работах. В мире ШСС выпускают компании Volvo, Caterpillar, Bell, Liebherr, Komatsu, Mitsubishi, Terex, Холдинг «БЕЛАЗ-ХОЛДИНГ» и др. В России производство ШСС только начи- нается. В Чебоксарах в 2013 г. в ОАО «Пром- трактор» концерна «Тракторные заводы» со- бран первый самосвал С-33 («Концепт») грузо- подъемностью 33,5 т, имеющий возможность поворота на 45° в каждую сторону. Макси- мальная его скорость – 57 км/ч, угол подъема кузова – 72°. Номинальная мощность двигателя самосвала Cummins QSX15 составляет 336 кВт (457 л. с.) [1]. ЗАО «Завод спецмашин» представило трех- осный самосвал грузоподъемностью 25 т с ко- Машиностроение 240 Наука техника. Т. 17, № 3 (2018) и Science and Technique. V. 17, No 3 (2018) лесной формулой 6×6 на шарнирно-сочленен- ной раме с самоблокирующимися дифференци- алами и колесными редукторами мостов. Само- свал оснащен восьмицилиндровым V-образным двигателем и 24-скоростной гидромеханиче- ской трансмиссией [2]. В 2014 г. Петербургский тракторный завод представил общественности двухосный полно- приводный самосвал К-708.2 грузоподъемно- стью 20 т. Доработанный образец К-708.2 име- ет грузоподъемность 25 т. На нем применены 300-сильный двигатель Cummins и трансмис- сия ZF. Подвеска – жесткая безрессорная, руле- вая колонка с регулированием угла наклона [3]. Белорусские производители также не обо- шли вниманием сегмент сочлененных самосва- лов. Технические характеристики некоторых моделей ШСС российского и белорусского про- изводства приведены в табл. 1. Спрос на самосвалы данного класса в Рос- сии растет, но, к сожалению, в полном объеме удовлетворяется импортом. При этом лидером является компания Volvo. По итогам 2012 г., доля данной марки в российском импорте со- ставила 39 %. Основные модели – Volvo A40F, Volvo A35F и Volvo A30F [4, 5]. Кроме Volvo, в тройке лидеров-импортеров ШСС в Россию также Caterpillar с долей в общем объеме им- порта 17 % и Bell с долей 11 %. В 2011 г. компа- ния Caterpillar импортировала в Россию сочле- ненные самосвалы марок Cat-730 и Cat-740B, а компания Bell – самосвалы марок Bell-40D и Bell-B50D. В 2012-м импорт американского производителя значительно вырос как в коли- чественном, так и в качественном выражении. Ввоз ШСС южноафриканского производителя сократился на 24,5 %. Основная модель, импор- тировавшаяся в 2012 г., – Bell-40D. Кроме того, в рассматриваемом периоде в Россию было вве- зено семь самосвалов Bell-B50D. В 2011 г. на рынке ШСС появилась фирма Liebherr с самосвалом модели TA 230 грузо- подъемностью 30 т, а по итогам 2012-го марка прочно обосновалась среди лидеров отрасли и увеличила объемы ввоза рассматриваемой тех- ники в шесть раз. Рассматривая номенклатуру шарнирно-соч- лененных самосвалов отечественного и зарубеж- ного производства, которая включает 55 моделей машин, можно установить их распределение по уровням грузоподъемности. Наименьшее количе- ство моделей приходится на группы грузоподъ- емностью более 40 т (5,6 %) и до 20 т (14,5 %), наибольшее – на группы грузоподъемностью 20–25 т (25,5 %) и от 25 до 40 т (54,4 %). Указанное распределение позволяет сделать вывод, что наиболее востребованы шарнирно- сочлененные самосвалы в диапазоне грузоподъ- емности от 20 до 40 т [6]. Таблица 1 Техническая характеристика самосвалов с шарнирно-сочлененной рамой российского и белорусского производства Technical characteristics of articulated dump trucks of Russian and Belarusian production Показатель Россия Беларусь С-33 «Концепт» 709ТШ «Балтиец» К-708.2 «Кировец» БелАЗ-75281 БелАЗ-7506 БелАЗ-75035 Колесная формула 6×6 6×6 4×4 6×6 6×6 6×6 Грузоподъемность, т 33,5 25 25 36 36 50 Двигатель Cummins QSX15-C336 Н. д. Cummins QSB6.7 260 MTU S60 Cummins QSX 15-C450 Cummins QSX 15-С600 Мощность, кВт 336 Н. д. 194 410 336 447 Преодолеваемый уклон, град. Н. д. 36 20 24 Вместимость кузова, м3: геометрическая 16 Н. д. 12 16,3 17 23 с «шапкой» 20,5 Н. д. 14 22 22,4 28 Радиус поворота, м 9 Н. д. 9,4 11 10 Масса без груза, т 29,1 Н. д. 16,5 42,38 36 40 Mechanical Engineering 241 Наука и техника. Т. 17, № 3 (2018) Science and Technique. V. 17, No 3 (2018) Опыт эксплуатации шарнирно-сочлененных самосвалов при отработке месторождений полезных ископаемых ШСС прекрасно зарекомендовали себя в раз- личных отраслях строительства при перевозке грузов в труднопроходимых условиях, а также при добыче полезных ископаемых и строитель- ных материалов открытым способом для их транспортировки из забоев к пунктам разгрузки. Положительный мировой опыт эксплуата- ции самосвалов Volvo A40D – на предприятиях Marmi di Carrara Srl (г. Каррара, Италия) и Wbb Minerals по добыче пластичной глины (Велико- британия), самосвалов Саt-740 – на карьере Tarmac Pant Quarrу (Уэльс, Великобритания) позволяют сделать вывод о надежности и каче- стве данных машин [7]. В карьере Tarmac Pant Quarry по добы- че 1,2 млн т/год известняка самосвалы Саt-740 грузоподъемностью 38 т доставляют горную массу на борт карьера, где она перегружается в передвижную дробилку и конвейером скла- дируется в штабель, откуда подается на даль- нейшую переработку. Общая высота подъема составляет 100 м, длина трассы на подъем – около 800 м при среднем уклоне 12,5 % при варьировании продольного уклона отдельных участков трассы от 10 до 26 %. Горнодобывающее предприятие Marmi di Carrara Srl, разрабатывающее месторождение мрамора нагорным карьером, использует Vol- vo A40D с раздельным для грузового и порожня- кового направлений односторонним движением. Две машины данного класса перевозят 2000 т/сут горной массы. Максимальный угол наклона трас- сы 35 %. По информации сотрудников (инжене- ров и водителей) [7], моторный тормоз полно- стью позволяет контролировать движение само- свала под уклон, исключая необходимость использования рабочих тормозов. В России ШСС применяют нефте- и газодо- бывающие компании, осваивающие месторож- дения в сложных природно-климатических условиях и условиях бездорожья. Как и за ру- бежом, на открытых горных работах ШСС ис- пользуют в основном при производстве строи- тельных материалов: мраморные плиты, ще- бень, глина и т. п. Одним из примеров эксплуатации ШСС на карьерах железорудной промышленности Рос- сии является комбинат «Магнезит», на котором в настоящее время эксплуатируются 10 самосва- лов Bell-B40D [8], наработавших по 12000– 14000 машино-часов, самосвал Bell-B50D и шесть самосвалов Volvo A40F. За шесть месяцев эксплуатации самосвала Bell-B50D его наработка составила более 2500 машино-часов. Весь этот период самосвал работал в сложнейших горно- геологических условиях, связанных с транспор- тировкой горной породы по трассам с уклона- ми до 15 %, глинистым основанием и перепа- дами высот до 190–200 м на относительно ко- ротких расстояниях транспортировки. В 2011 г. началось строительство горно- обогатительного комбината и подготовка ме- сторождения алмазов имени В. Гриба к разра- ботке [9]. Промышленное освоение месторож- дения осуществляется в безлюдной местности, на сильно обводненной и заболоченной терри- тории, в суровых климатических условиях ев- ропейского севера России. Все технологиче- ские грузоперевозки в карьере выполняют ав- тотранспортом. В связи с низкой несущей способностью горных пород на начальный пе- риод вскрытия и подготовки месторождения к эксплуатации приняты довольно распростра- ненные в небольших и неглубоких карьерах России карьерные самосвалы БелАЗ-75473 гру- зоподъемностью 45 т и самосвалы повышенной проходимости с шарнирно-сочлененной рамой и колесной формулой 6×6 БелАЗ-75281 грузо- подъемностью 36 т. Плоский рельеф местности на территории карьера и принятая проектом технология разра- ботки месторождения предопределили его вскры- тие внутренними автомобильными съездами, образующими спирально-тупиковые схемы с вы- ездами на поверхность в направлениях к обога- тительной фабрике, восточному и южному от- валам. В дальнейшем, по мере развития горных работ и формирования конечных бортов карье- ра, временные автомобильные съезды, начи- ная с верхних горизонтов, постепенно перено- сят в стационарное (постоянное) положение. Сложные дорожные условия, связанные с низкой несущей способностью пород, затруд- няли подъезды к экскаваторам и проведение съездов, но благодаря относительно небольшой нагрузке на дорогу ШСС первые два горизонта были успешно вскрыты. Это позволило выйти на горизонты с более высокой несущей способ- ностью пород и ввести в работу горное и транспортное оборудование увеличенной мощ- ности [10]. Технологические особенности отработки глубокозалегающих месторождений Российские производственники и ученые пошли дальше и расширили сферу применения Машиностроение 242 Наука техника. Т. 17, № 3 (2018) и Science and Technique. V. 17, No 3 (2018) ШСС на горнодобывающих предприятиях пу- тем использования их при доработке карьеров, разрабатывающих глубокозалегающие место- рождения алмазов. Технологию доработки глубоких карьеров с применением крутонаклонных съездов одним из первых в мире предложил институт «Якут- нипроалмаз» АК «АЛРОСА». Проектные ре- шения были приняты для доработки карьера «Удачный» в 2008 г. [11]. После проведенных совместно с Институтом горного дела Ураль- ского отделения РАН исследовательских ра- бот [12] принято решение о применении в каче- стве транспортного средства самосвалов с шар- нирно-сочлененной рамой. Разработаны вари- анты технологии проходки крутых съездов на карьерах АК «АЛРОСА» с использованием имеющегося горно-транспортного оборудова- ния [11, 13], а также временные рекомендации по безопасной эксплуатации ШСС на крутых уклонах, на горных работах, согласованные с управлением Государственного горного и ме- таллургического надзора [14]. Реализация проектных решений началась с отстройки крутонаклонного съезда на карьере «Удачный» с 2010 по 2012 г. и приобретения в конце 2011 г. самосвала Cat-740B [15]. В со- ответствии с данными [15] за время испыта- ний на трассе с продольным уклоном от 10,0 до 23,7 % была подтверждена техническая воз- можность эксплуатации ШСС в тяжелых горно- технических и природно-климатических усло- виях доработки глубокозалегающих месторож- дений твердых полезных ископаемых. В результате проведенных исследований установлены: максимальные уклоны при транс- портировании горной массы на подъем и спуск; максимальная скорость движения в порожнем и грузовом направлениях на уклоне до 30 %; рациональные безопасные параметры автомо- бильных съездов (ширина проезжей части, ши- рина транспортной бермы, уширение проезжей части, высота удерживающего породного вала и др.). Обоснованы технологии строительства и обустройства транспортных съездов. Разрабо- таны меры по предотвращению аварийных си- туаций при движении самосвалов на крутых уклонах, работе в забое, во время погрузочно- разгрузочных и буксировочных работ с учетом погодных условий. В настоящее время [16] на карьере «Удач- ный» внедрена технология добычи с использо- ванием крутонаклонных съездов с продольным уклоном 21,7 %, которая позволяет обеспечить для действующих карьеров дополнительную добычу руды (5–10 %), для вновь проектируе- мых – уменьшение объемов вскрышных работ на 35–40 %. При этом для операторов выемоч- но-погрузочных и транспортных средств в за- боях с повышенной опасностью проектом пре- дусматривается применение горного оборудова- ния, оснащенного системами дистанционного управления. Однако опыт эксплуатации самосва- лов Сat-740В при доработке карьера «Удачный» АК «АЛРОСА» выявил ряд конструктивных не- достатков указанных моделей [17]. Недостатки были обусловлены выходом из строя задних мо- стов вследствие перераспределения нагрузок при движении с грузом на подъем, неполным исполь- зованием грузоподъемности и т. п. Опыт применения ШСС на горных работах по добыче твердых полезных ископаемых и дальнейшие исследования позволили устано- вить эффективность разработки перспективных месторождений с малыми запасами. Так, ис- пользование шарнирно-сочлененного автосамо- свала Сat-740 в условиях Дальнебуланашского месторождения угля [18] позволяет: снизить дальность транспортирования вскрышных по- род на 32 %; уменьшить дальность транспор- тирования угля на 29 %; увеличить угол пога- шения борта разреза на 4о; снизить объем вскрыши на 4 млн м3. Расчеты показали, что себестоимость 1 т полезного ископаемого при применении автосамосвалов Сat-740 для транс- портирования угля и вскрышных пород на Дальнебуланашском месторождении снижается на 12 % по сравнению с классическими карьер- ными автосамосвалами. В настоящее время продолжаются исследо- вания перспектив применения полноприводных шарнирно-сочлененных автосамосвалов при до- работке карьеров месторождений кимберлито- вых руд [17]. Большинство проектов отработки карьеров предусматривает переход с определенной глу- бины на вскрытие крутонаклонными съездами с соответствующим вводом в эксплуатацию ШСС. В одном из вариантов отработки Нюрбинского карьера АК «АЛРОСА» этот переход осуще- ствляется с глубины 330 м (горизонт –80 м). До глубины 330 м горная масса вывозится на по- верхность автосамосвалами Сat-777D, Сat-777F, Terex TR-100 грузоподъемностью 91 т. С нижних горизонтов горная масса вывозится шарнирно- сочлененными самосвалами Сat-745С грузо- подъемностью 41 т на перегрузочный пункт, расположенный на горизонте –80 м. Mechanical Engineering 243 Наука и техника. Т. 17, № 3 (2018) Science and Technique. V. 17, No 3 (2018) Главные преимущества ШСС в данном ва- рианте разработки заключаются в использовании крутонаклонных съездов и транспортных берм меньшей ширины по сравнению с автосамосва- лами с колесной формулой 4×2, что позволяет увеличить угол наклона нерабочего борта, сокра- тить дополнительный объем выемки вскрыши от размещения транспортных коммуникаций и от- работать карьер до глубины 570 м. Вместе с тем практическая реализация варианта связана с определенным технологическим риском [17]. В настоящее время в мировой практике отсут- ствует опыт эксплуатации ШСС в экстремаль- ных горно-технических условиях, аналогичных условиям алмазодобывающих карьеров, распо- ложенных в криолитзоне. Теоретически счита- ется, что ШСС способны преодолевать уклоны автодорог до 30–35 %, однако на практике за- воды-изготовители гарантируют надежную ра- боту таких автосамосвалов при продольных уклонах до 18–20 %. Одним из направлений применения ШСС является вскрытие нижних горизонтов карье- ра законтурными автомобильными тоннелями спиральной формы (рис. 1). Соединение под- земного автомобильного съезда с рабочими го- ризонтами осуществляется квершлагами, кото- рые проходятся в нерабочих бортах и погаша- ются по мере понижения горных работ. В этом случае угол наклона нерабочего борта в зоне тоннельного вскрытия не зависит от ширины и уклона транспортных коммуникаций, а опреде- ляется только условиями устойчивости. На нера- бочем борту исключается размещение транс- портных берм. Учитывая разницу значений рас- четного и допустимого коэффициентов запаса устойчивости бортов на Нюрбинском карьере, угол наклона нерабочего борта в зоне тоннельно- го вскрытия может быть увеличен на 25–30 %. Соответственно увеличивается глубина пере- хода на вскрытие крутонаклонными тоннель- ными автосъездами и сокращается объем раз- носа бортов карьера. Тоннельное вскрытие обеспечивает снижение гидродинамического давления грунтовых вод на борт карьера, что также будет способствовать увеличению угла откоса нерабочего борта. Рис. 1. Схема разработки карьера с использованием законтурных автомобильных тоннелей спиральной формы: 1 – рудное тело; 2 – траншейный автосъезд; 3 – тоннельный автосъезд; 4 – квершлаг; Нк – конечная (проектная) глубина карьера; Нп – глубина перехода на тоннельное вскрытие; iр – руководящий уклон траншейных автосъездов; iт – руководящий уклон тоннельных автосъездов (iт > iр); γ1 – угол откоса нерабочего борта в зоне траншейного вскрытия при использовании самосвалов с колесной формулой 4×2; γ2 – угол откоса нерабочего борта карьера в зоне тоннельного вскрытия при использовании полноприводных самосвалов (γ2 > γ1); ϕ – угол откоса рабочего борта карьера Fig. 1. Scheme of quarry development while using peripheral road tunnels of spiral shape: 1 – ore body; 2 – trench ramps; 3 – tunnel ramps; 4 – crosscut; Нк – ultimate (design) pit depth; Нп – junction depth for transition of tunnel opening; iр – limiting gradient of trench ramps; iт – limiting gradient of tunnel ramps (iт > iр); γ1 – slope angle of non-working quarry side in the zone of trench opening while using dump trucks with wheel formula 4×2; γ2 – slope angle of non-working quarry side in the zone of tunnel opening while using four wheel drive trucks (γ2 > γ1); ϕ – slope angle of working quarry side ip iт γ1 γ2 ϕ Н п Н к Машиностроение 244 Наука техника. Т. 17, № 3 (2018) и Science and Technique. V. 17, No 3 (2018) Наличие тоннелей дает возможность разме- щать в пределах массива аппаратуру наблюдения за его состоянием. Кроме того, из тоннелей может быть установлено анкерное крепление, предотвращающее обрушение прибортового мас- сива карьера [19]. Применение ШСС и крутых уклонов автосъездов позволит значительно со- кратить капитальные вложения на проходку подземных выработок, что является основным ограничением при практической реализации указанного способа вскрытия. ВЫВОДЫ 1. К технологическим особенностям освое- ния месторождений твердых полезных ископа- емых с использованием шарнирно-сочленен- ных самосвалов следует отнести: – вовлечение в отработку дополнительного объема руды при минимально возможном уве- личении объема вскрыши; – строительство крутонаклонных съездов и транспортных берм меньшей ширины по сравнению с карьерными автосамосвалами, что позволяет увеличить угол наклона нерабочего борта, сократить дополнительный объем выем- ки вскрыши от размещения транспортных ком- муникаций; – использование транспортных берм пере- менной ширины и вскрытия нижних горизон- тов карьера законтурными автомобильными тоннелями спиральной формы; – использование роботизированных ком- плексов, позволяющих минимизировать приме- нение людских ресурсов, что повышает безопас- ность ведения горных работ. 2. Представленные технологические реше- ния позволят обеспечить ресурсосбережение и безопасность открытых горных работ при из- влечении руд ранее нерентабельных месторож- дений. Они требуют дальнейшей технико-эко- номической оценки и научной проработки на предпроектной стадии освоения технологии. 3. Необходимы маркетинговые исследова- ния по изучению возможного рынка потребле- ния самосвалов данного класса на открытых горных работах с целью обоснования перспек- тивы импортозамещения машинами российско- го производства. Помимо упомянутых выше в качестве потенциальных производителей мо- гут быть рассмотрены ОАО «Уралмашзавод», НПК «Уралвагонзавод», ОАО «Уралтранс- маш» и др. ЛИТЕРАТУРА 1. События: Новая техника ОАО «Промтрактора» – Са- мосвал С-33 с шарнирно-сочлененной рамой [Элек- тронный ресурс]. Режим доступа: http://promtractor. tplants.com/ru/events/news/2013/05/28/. 2. Карьерные самосвалы «Балтиец» составят конкурен- цию БелАЗам. 2011 г. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.zavodsm.ru/novosti/i/karernie-samos vali-baltiets-sostavyat-konkurentsiyu-belazam/. 3. Кировец К-708.2. 2017 г. [Электронный ресурс]. Ре- жим доступа: http://kirovets-ptz.com/rus/catitem/52/Diler Account. 4. Российский импорт шарнирно-сочлененных самосва- лов в январе – октябре 2011 года [Электронный ре- сурс]. Режим доступа: http://www.prtime.ru/2012/03/01/ rossijjskijj_import_sha.html. 5. Российский импорт шарнирно-сочлененных самосва- лов в 2012 году [Электронный ресурс]. Режим досту- па: http://idmarketing.ru /goods/rossijskij_import_ sharnirno_ sochlenennyh_samosvalov_v_2012_godu.htm#1. 6. Ткаченко, Р. Б. Тенденции развития строительной тех- ники с шарнирно-сочлененной рамой / Р. Б. Ткачен- ко // Комунальне господарство міст: науково-техніч- ний збірник. 2012. № 103. С. 188–193. 7. Сочлененные самосвалы Volvo. Опыт эксплуатации (месторождения в Италии, Англии, Норвегии, России) [Электронный ресурс] / ООО ТЛК «Гросс». 2007. 1 электрон. опт. диск (DVD-ROM). 8. Презентация шарнирно-сочлененного самосвала BELL B50D [Электронный ресурс] // Горная промышлен- ность. 2012. Режим доступа: https://mining-media.ru/ ru/article/karertekh/ 2483-prezentatsiya-sharnirno-sochle-njon nogo-samosvala-bell-b50d. 9. Первый этап освоения месторождения имени В. Гри- ба, подготовительные и горно-капитальные работы / В. Н. Зяостровцев [и др.] // Горный журнал. 2014. № 3. С. 46–49. 10. Палеи, Л. М. Организационно-техническое обеспече- ние начального этапа горного производства в карьере гока имени В. Гриба / Л. М. Палеи // Горный журнал. 2014. № 3. С. 50–52. 11. Развитие технологии проходки и формирования на карье- ре транспортных съездов крутого уклона / А. Н. Аки- шев [и др.] // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013. № 12 С. 58–64. 12. Разработать безопасные геометрические параметры конструкции крутых транспортных съездов. Разра- ботать и согласовать временные рекомендации по безопасной эксплуатации технологических транспорт- ных средств на крутых уклонах, на горных работах АК «АЛРОСА»: отчет о НИР / ИГД УрО РАН; рук. А. В. Глебов. Екатеринбург, 2008. 101 с. 13. Способ проведения крутой траншеи: пат. 2376471 Рос- сийс. Федерации, МПК E21C41/26 (2006.01) / В. А. Берсенев, А. В. Глебов, Г. Д. Кармаев; дата публ. 20.12.2009. 14. Временные рекомендации по безопасной эксплуа- тации шарнирно-сочлененных самосвалов на кру- тых уклонах, на горных работах АК «АЛРОСА»: № 13-02-ИД-01145-2008 / ИГД УрО РАН. Екатерин- бург, 2008. 11 с. Mechanical Engineering 245 Наука и техника. Т. 17, № 3 (2018) Science and Technique. V. 17, No 3 (2018) 15. Зырянов, И. В. Испытания Cat-740B на крутонаклон- ных съездах карьера «Удачный» АК «АЛРОСА» / И. В. Зырянов, А. И. Цымбалова // Горное оборудова- ние и электромеханика. 2013. № 9. С. 22–25. 16. Перспективные направления развития технологий добычи и переработки алмазосодержащих руд в АК «АЛРОСА» (ПАО) / А. С. Чаадаев [и др.] // Гор- ный журнал. 2016. № 2. С. 56–61. https://doi.org/10. 17580/gzh.2016.02.11. 17. Перспективы применения полноприводных шарнирно- сочлененных автосамосвалов при доработке Нюр- бинского карьера АК «АЛРОСА» (ПАО) / А. Н. Аки- шев [и др.] // Инновационные геотехнологии при раз- работке рудных и нерудных месторождений: сб. докл. VI Междунар. науч.-техн. конф. 2017. С. 116–122. 18. Анализ эффективности применения шарнирно-сочле- ненных автосамосвалов при разработке месторожде- ний с малыми запасами / И. Н Сандригайло [и др.] // Известия Уральского государственного горного уни- верситета. 2015. № 2. С. 23–27. 19. Hustrulid, W. A. In-the-Wall Haulage for Open-Pit Mining / W. A. Hustrulid, B. Seegmiller, O. Stephansson // Mi- ning Engineering. 1987. Vol. 39, No 2. P. 119–123. Поступила 03.08.2017 Подписана в печать 27.10.2017 Опубликована онлайн 29.05.2018 REFERENCES 1. Events: New Equipment of OJSC “Promtractor” – Dump Truck С-33 with Articulated Frame. 2013. Available at: http://promtractor.tplants.com/ru/events/news/2013/05/28/ (in Russian). 2. Mine Dump Trucks “Baltiets” Act as a Competitor to BelAZ. 2011. Available at: http://www.zavodsm.ru/novosti/i/ karernie-samosvali-baltiets-sostavyat-konkuren-tsiyu-bela- zam (in Russian). 3. Kirovets К-708.2. 2017. Available at: http://kirovets- ptz.com/rus/catitem/52/DilerAccount (in Russian). 4. Russian Import of Articulated Dump Trucks in January – October 2011. Available at: http://www.prtime.ru/2012/ 03/01/rossijjskijj_import_sha.html (in Russian). 5. Russian import of Articulated Dump Trucks in 2012. Avai- lable at: http://idmarketing.ru/goods/rossijskij_import_ sharnirno _ sochlenennyh _ samosvalov _ v _ 2012_godu. htm #1 (in Russian). 6. Tkachenko R. B. (2012) Tendencies in Development of Construction Equipment with Articulated Frame. Komu- nal'ne Gospodarstvo Mіst: Naukovo-Tekhnіchnii Zbіrnik = Urban Municipal Services: Technical and Scientific Com- pilation, 103, 188–193 (in Russian). 7. Limited Liability Company Transport Logistics Complex “Gross” – Volvo CE Dealer (2007) Articulated Haul Vol- vo. Operational Experience (Deposits in Italy, England, Norway, Russia). Electronic Resource. DVD-ROM (in Russian). 8. Presentation of Articulated Dump Trucks BELL B50D. Mining. 2012. Available at: https://mining-media.ru/ru/ article / karertekh / 2483-prezentatsiya-sharnirno-sochlenjon nogo-samosvala-bell-b50d (in Russian). 9. Zaostrovtsev V. N., Yaparov Ya. A., Klimenko Yu. A., Nalivaiko V. A. (2014) First Stage of V. Grib Deposit Development: Preparatory and Mining and Capital Works. Gornyi Zhurnal = Mining Journal, (3), 46–49 (in Rus- sian). 10. Palei L. M. (2014) Organizational and Technical Support of Initial Mining Production Stage at Cast Mines of V. Grib Mining and Processing Plant. Gornyi Zhur- nal = Mining Journal, (3), 50–52 (in Russian). 11. Akishev A. N., Babaskin S. L., Kozhemyakin A. A., Ni- kitin R. V. (2013) Development of Technology for Dri- ving and Formation of Transport Steep Slope Crossovers. Gorny Informatsionno-Analiticheskiy Byulleten = Mining Informational and Analytical Bulletin, (12), 58–64 (in Russian). 12. Glebov A. V. (chief), Mining Institute of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (2008) Develop of Safety Geometrical Parameters for Structures of Trans- port Steep Slope Crossovers. Develop and Approve Tem- porary Documentations on Safety Operation of Techno- logical Transport Facilities on Steep Slopes and during Mining Works of Diamond Processing Plant “Alrosa”: Report on R&. Ekaterinburg. 101 (in Russian). 13. Bersenev V. A., Glebov A. V., Karmaev G. D. (2008) Method for Making Steep Trenches. Patent of Russian Federation No 2376471 (in Russian). 14. Mining Institute of the Ural Branch of the Russian Aca- demy of Sciences (2008) Temporary Recommendations on Safety Operation of Articulated Dump Trucks on Steep Slopes and During Mining Works of Diamond Proces- sing Plant “Alrosa”. No 13-02-ИД-01145-2008. Ekaterin- burg. 11 (in Russian). 15. Zyrianov I. V., Tsymbalova A. I. (2013) Tests of Cat-740B on Steep Slope Crossovers of Cast Mine “Udachny” at Dia- mond Processing Plant “Alrosa”. Gornoye Oborudovanie i Elektromekhanika = Mining Eguipment and Electrome- chanics, (9), 22–25 (in Russian). 16. Chaadaev A. S., Cherepnov A. N., Zyryanov I. V., Bon- darenko I. F. (2016) Promising Ways of Technological Development in Diamond ore Mining and Processing at ALROSA Gornyi Zhurnal = Mining Journal, (2), 56–61 (in Russian). https://doi.org/10.17580/gzh.2016.02.11. 17. Akishev A. N., Lel' Yu. I., Glebov I. A., Musikhina O. V. (2017) Prospects for Application of All-Wheel-Drive Ar- ticulated Dump Trucks to Finalize Nyurbin Mine of Dia- mond Processing Plant “Alrosa” (PJSC). Innovatsionnye Tekhnologii pri Razrabotke Rudnykh i Nerudnykh Mes- torozhdenii: 6 Mezhdunar. Nauchno-Tekhn. Konf. (Ekate- rinburg, 18–19.04.17): Sb. Dokl. [Innovation Technolo- gies for Development of Ore and Non-Metallic Deposits: 6th International Scientific and Technical Conference. Book of Reports]. Ekaterinburg, Ural State Mining Uni- versity, 116–122 (in Russian). 18. Sandrigailo I. N., Aref'ev S. A., Moisiev Kh. S., Glebov I. A., Shlokhin D. A. (2015) Analysis of Efficient Application of Articulated Dump Trucks During Development of Depo- sits with Small Reserves. Izvestiya Ural'skogo Gosudarst- vennogo Gornogo Universiteta = News of Ural State Mi- ning University, (2), 23–27 (in Russian). 19. Hustrulid W. A., Seegmiller B., Stephansson O. (1987) In-the-Wall Haulage for Open-Pit Mining. Mining Engi- neering, 39 (2), 119–123. Received: 03.08.2017 Accepted: 27.10.2017 Published online: 29.05.2018