Подземная добыча полезных ископаемых часто ведется в чрезвычайно сложных геологических условиях. Мощность рудных тел иногда не превышает одного метра, а ценные компоненты распределены неравномерно. Извлекать такую руду традиционными способами невыгодно: вместе с полезным ископаемым на поверхность придется выдавать огромные объемы пустой породы. Именно поэтому горнодобывающие предприятия переходят на селективную (выборочную) выемку руды.
Для подобных задач инженеры проектируют особые малогабаритные тоннели. Ширина этих штреков обычно составляет от 1,2 до 2 метров. Работать в таком тесном пространстве невероятно тяжело. Обычная карьерная или стандартная шахтная спецтехника туда просто не поместится из-за габаритов. Чтобы решить эту проблему, иностранные и отечественные машиностроители конструируют специализированные малогабаритные агрегаты. Они способны маневрировать в стесненных условиях, обеспечивают высокую производительность и безопасность горнорабочих.
В чем сложность узких забоев
Из-за ограниченного подземного пространства параметры применяемых механизмов строго лимитированы. Машинисту банально не хватает места для разворота, а малый зазор между бортом выработки и кузовом машины повышает риск аварийных ситуаций. Кроме того, в небольших тупиковых забоях трудно организовать полноценное проветривание. Воздух из вентиляционных труб поступает медленно, из-за чего выхлопные газы накапливаются слишком быстро.
Стандартные рудничные механизмы не подходят для тонкожильной добычи по нескольким причинам:
- крупные габариты исключают возможность безопасного передвижения по штрекам шириной менее двух метров;
- большой радиус поворота не позволяет технике проходить крутые изгибы подземных трасс без столкновения со стенами;
- мощные дизельные двигатели выделяют плотный объем выхлопа, который местная вентиляция не успевает оперативно разбавлять;
- высокое расположение кабины оператора повышает риск травмирования при внезапных обрушениях мелких отслоений от кровли.
Разновидности малогабаритной спецтехники
Производители горно-шахтных машин создали отдельный класс устройств специально для селективной добычи. Эта категория объединяет самоходные машины шириной от 105 до 130 сантиметров. Подобные параметры позволяют им свободно курсировать по самым тесным жилам. Отдельное внимание конструкторы уделяют шарнирно-сочлененным рамам, благодаря которым техника буквально «складывается» пополам при прохождении сложных поворотов с углами излома до 45 градусов.
Основной парк техники для стесненных условий представлен несколькими видами машин:
- погрузочно-доставочные машины с уменьшенной колесной базой и объемом ковша от 0,5 до 1,5 кубических метров;
- малогабаритные буровые установки с одним телескопическим манипулятором для точного обуривания забоя;
- подземные самосвалы низкого профиля, способные перевозить до пяти тонн отбитой горной массы за один рейс;
- вспомогательная техника для крепления пройденного пространства, оснащенная малогабаритными укладчиками металлической сетки.
Как выбирают агрегаты для тесных забоев
При комплектации парка механизмов инженеры ориентируются на жесткие производственные регламенты. Приобретать машины необходимо с обязательным учетом физических параметров рудного тела и степени крепости вмещающих пород. Особое внимание горные мастера уделяют эргономике рабочего места машиниста, поскольку трудиться в тесноте физически тяжело.
При подборе машин специалисты оценивают несколько параметров:
- точное совпадение ширины и высоты оборудования с проектными сечениями существующих подземных тоннелей;
- тип привода, влияющий на качество рудничной атмосферы и потребность шахты в подаче свежего воздуха;
- наличие систем дистанционного управления, чтобы оператор мог руководить процессом погрузки из безопасной зоны;
- ремонтопригодность узлов в условиях ограниченного пространства прямо под землей, без подъема техники на поверхность.
Энергетические установки машин
Традиционно в подземной добыче годами доминировали классические дизельные моторы. В малогабаритных штреках их применение ограничено из-за высоких экологических стандартов. Согласно правилам безопасности, на каждый киловатт мощности дизеля необходимо непрерывно подавать строго определенное количество кубометров свежего воздуха. В тесных тоннелях обеспечить такой приток технологически невозможно из-за малого сечения гибких вентиляционных труб.
Горнодобывающие предприятия сегодня массово внедряют альтернативные источники энергии:
- аккумуляторные литий-ионные батареи, обеспечивающие нулевой уровень выбросов токсичных газов непосредственно в забой;
- электрические двигатели с питанием от силового кабеля, отличающиеся высокой надежностью при работе в обводненных условиях;
- гибридные силовые установки, сочетающие небольшой дизель для перегона машины и электромотор для выполнения основных операций.
Безопасность и цифровизация процессов
Труд в стесненных условиях всегда сопряжен с повышенной опасностью травматизма. Для снижения рисков современные агрегаты оснащаются множеством цифровых защитных систем. Металлические козырьки стандарта ROPS/FOPS выдерживают сильный удар от падения массивных кусков руды. Видеокамеры кругового обзора и радары предупреждения столкновений помогают человеку контролировать слепые зоны. Интегрированные системы позиционирования позволяют диспетчерам на поверхности отслеживать каждую единицу спецтехники в режиме реального времени. Если своевременно обслуживать и правильно эксплуатировать такие механизмы, можно добиться стабильной добычи самых богатых руд и одновременно уменьшить потери полезных компонентов.