Приложение
Горнодобывающая промышленность предъявляет к подъемному оборудованию более высокие требования, чем практически любая другая отрасль. Непрерывный производственный цикл, абразивные сыпучие материалы, экстремальный уровень запыленности, воздействие окружающей среды и огромный вес горнодобывающей техники в совокупности создают условия, при которых краны недостаточной мощности или неправильно подобранные по характеристикам мощности преждевременно выходят из строя, а последствия распространяются на всю производственную операцию.
На этой странице рассматриваются крановые системы, используемые в горнодобывающей промышленности — от подземных подъемных механизмов и грейферных кранов для обработки руды и угля до наружных козловых кранов для управления складскими площадками и интеллектуальных систем перемещения тяжелых модулей. В каждом разделе объясняется, почему тот или иной тип крана используется в конкретной горнодобывающей задаче, какая грузоподъемность и класс нагрузки являются подходящими, а также какие факторы выбора наиболее важны для надежной долгосрочной работы.
Прежде чем рассматривать конкретные типы кранов, стоит сразу отметить, чем отличаются краны для горнодобывающей промышленности от кранов для подъема грузов в общей промышленной сфере.
Сайт Кран-захват QZ Используется двухбарабанная система с четырьмя тросами для захвата ковша. Два независимых барабана на подъемнике — опорный барабан и закрывающий барабан — независимо управляют открытием и закрытием ковша. Опорный барабан поддерживает высоту захвата, а закрывающий барабан управляет закрытием корпуса. Такая четырехтросовая конструкция обеспечивает стабильную и управляемую работу захвата с большей силой закрытия, чем двухтросовые аналоги.
Ковш грейфера открывается при опускании в насыпь материала, закрывается вокруг сыпучего материала при натяжении закрывающего барабана и надежно удерживает загруженный грейфер во время подъема и перемещения. Стандартные грейферы с грейферным лезвием предназначены для работы с рыхлыми сыпучими материалами. Зубчатые грейферные ковши используются для более твердых и уплотненных материалов, для эффективного захвата которых требуется усилие проникновения.
Кран с грейферным захватом QZ является наиболее широко используемым краном в горнодобывающей промышленности для перемещения сыпучих материалов. Внутренние угольные бункеры, рудные хранилища, известняковые силосы, коксовые установки и зоны переработки шлака — все они используются в качестве основного инструмента управления материалами. Кран складирует поступающий материал, управляет запасами в складском помещении и извлекает материал для подачи в последующее технологическое оборудование.
Емкость: От 5 до 32 тонн, в зависимости от объема грейферного ковша и насыпной плотности материала.
Класс службы: Классификация A6–A7 по FEM/ISO — отражает высокоцикличный и высокочастотный режим работы при непрерывной обработке сыпучих материалов.
Типичные материалы: Железная руда, уголь, известняк, кокс, песок и гравий, минеральный шлак, минеральная пыль, боксит.
Сайт Двухбалочный мостовой кран QD Это стандартный мостовой кран большой грузоподъемности, использующий две параллельные главные балки и верхнюю канатную подъемную тележку. В зависимости от задачи технического обслуживания он может работать с крюком, электромагнитным подъемным устройством, зажимными приспособлениями или специальными инструментами под крюком. Двухбалочная конструкция обеспечивает жесткость, высоту крюка и диапазон грузоподъемности, необходимые для технического обслуживания тяжелой горнодобывающей техники.
Для дробильных установок требуются краны, способные поднимать футеровки, вогнутые части и эксцентриковые узлы дробилок — компоненты, которые могут весить от 5 до 30 тонн и требуют точного позиционирования в раме дробилки. Для технического обслуживания шаровых мельниц необходимы крюковые краны для подъема корпусов мельниц, замены футеровки, а также демонтажа двигателей и редукторов в цехах измельчения. Установка двигателей, техническое обслуживание насосов и замена крупных редукторов на горно-обогатительных комбинатах — все это относится к кранам QD.
Электромагнитные подъемные устройства на кранах QD позволяют перемещать стальные листы, заготовки и конструкционные материалы в цехах и складских помещениях без необходимости ручного такелажного крепления для каждого подъема.
Емкость: От 5 до 500 тонн — определяется по максимальному весу поднимаемого отдельного компонента в точке приложения нагрузки крана, с рабочим запасом в 25–301 тонн 3 тонны.
Класс службы: A5 — для ремонтных кранов с умеренной частотой циклов; A6–A7 — для критически важных производственных позиций с высокой ежедневной загрузкой.
Типичные области применения: Техническое обслуживание дробилок, капитальный ремонт шаровых мельниц, замена двигателей и редукторов, сборка горнодобывающего оборудования, замена шкивов конвейерной головки.
Однобалочные мостовые краны Используется одна основная балка моста с подвесным тросом или цепной лебедкой. Подвесная конструкция уменьшает расстояние от крюка до балки по сравнению с верхними конструкциями, что делает однобалочные краны практичными в зданиях с ограниченной высотой потолка.
Склады запасных частей: На складах запасных частей для горнодобывающей промышленности обычно хранятся и извлекаются детали — двигатели, насосы, редукторы, электрические щиты — весом от 1 до 10 тонн, с которыми однобалочные краны справляются эффективно.
Техническое обслуживание подземных коммуникаций: В подземных шахтных мастерских и ремонтных цехах, где пространство ограничено, а подъем тяжелых грузов осуществляется нечасто, однобалочные краны обеспечивают достаточную производительность при меньших затратах и меньшей нагрузке на рельсы, чем двухбалочные аналоги.
Дополнительные семинары: В электротехнических цехах, зонах обслуживания контрольно-измерительных приборов и цехах по изготовлению легких металлоконструкций на горнодобывающих предприятиях для нечастых подъемных работ используются однобалочные краны, что позволяет избежать значительных капиталовложений в более тяжелые крановые системы.
Двухбалочные мостовые краны В таких конструкциях используются две параллельные балки моста с верхней подвижной тележкой, что обеспечивает большую жесткость конструкции, более высокую номинальную грузоподъемность, возможность пролета большего диаметра и большую высоту крюка по сравнению с конструкциями с одной балкой. Это стандартная конфигурация для горнодобывающих работ, где нагрузки превышают 20 тонн, пролеты превышают 20 метров или непрерывная многосменная работа предъявляет требования к рабочему циклу, которые не могут выдержать конструкции с одной балкой.
В цехах по сборке и капитальному ремонту крупной горнодобывающей техники — компонентов экскаваторов-драглайнов, корпусов шаровых мельниц, силовых агрегатов карьерных самосвалов — требуются двухбалочные краны грузоподъемностью от 50 до 500 тонн и пролетом от 20 до 35 метров и более. Двухбалочная конструкция обеспечивает достаточную жесткость для поддержания точности позиционирования в условиях динамических нагрузок.
На производственных площадках рудоперерабатывающих заводов, где кран перемещает материалы или выполняет работы по техническому обслуживанию в течение нескольких смен ежедневно, требуются двухбалочные конструкции, рассчитанные на более высокие нагрузки, характерные для интенсивной эксплуатации.
Рекомендуемая вместимость: от 10 до 500 тонн
Класс службы: От A5 до A8 в зависимости от интенсивности нанесения.
Двухбалочный грейферный козловой кран MZ работает на рельсах на уровне земли, проложенных над открытой площадкой для складирования, при этом конструкция козлового крана оснащена четырехтросовой системой подъема грейферного ковша, идентичной по принципу работы внутреннему грейферному мостовому крану QZ. Разница заключается в конструктивном решении: самонесущие опоры козлового крана исключают необходимость в здании для поддержки кранового пути, что позволяет работать на открытых площадках для складирования любого масштаба.
На открытых площадках углеобогатительных комбинатов, складах железной руды на открытых горных выработках, хранилищах известняка для цементных заводов и складах заполнителей на карьерах в качестве основной системы управления материалами используются грейферные козловые краны MZ. Кран штабелирует поступающий материал с конвейеров или грузовиков, управляет запасами на складе и извлекает материал для подачи в технологические или погрузочные системы.
Козловые краны с ферменной конструкцией Вместо сплошных коробчатых балок или двутавровых балок для основных балок и опор моста используется открытая решетчатая (ферменная) конструкция. Открытая ферменная геометрия снижает ветровые нагрузки на конструкцию, позволяя воздуху проходить сквозь нее, а не создавая сплошную поверхность, подверженную ветровому давлению. Это преимущество в ветроустойчивости делает ферменные козловые краны предпочтительным конструктивным решением для открытых горных работ и наземных сооружений на большой высоте, где ветровая нагрузка является основным конструктивным ограничением.
В открытых горных выработках — складах руды, хранилищах пустой породы, зонах сборки горнодобывающего оборудования — в местах, подверженных сильным преобладающим ветрам или расположенных на высоте, где расчетная скорость ветра высока, используются ферменные козловые краны для обеспечения надлежащей несущей способности конструкции при меньшем весе стали по сравнению с аналогичными конструкциями коробчатых балок.
Рекомендуемая вместимость: от 5 до 100 тонн
Подходящая среда: Открытые открытые пространства, регионы с сильными ветрами, горнодобывающие участки на возвышенностях.
Класс службы: От A5 до A7 в зависимости от интенсивности эксплуатации.
A полукозловой кран Используется одна приподнятая балка подъемного пути, прикрепленная к конструкции здания с одной стороны, и рельс на уровне земли с другой. Эта гибридная конфигурация идеально подходит для зон технического обслуживания, выходящих за пределы основного здания, — где одна сторона рабочей зоны крана находится под навесом, а другая — в полуоткрытой или открытой зоне.
В зонах расширения горнодобывающих цехов, где основное здание цеха не может полностью покрыть зону технического обслуживания, в зонах обслуживания конвейеров, прилегающих к закрытым зданиям, и в зонах обслуживания наземного оборудования с частичной крышей, используются полукозловые краны, обеспечивающие крановое покрытие как крытых, так и открытых зон без необходимости использования двух отдельных крановых систем.
Подземные ремонтные мастерские работают в замкнутых пространствах с низкой высотой потолка, высокой влажностью и необходимостью постоянной вентиляции. Однобалочные мостовые краны с компактной конструкцией подъемного механизма позволяют максимально эффективно использовать высоту подъема крюка в труднодоступных местах при разработке и обслуживании шахт. Для обслуживания оборудования — буровых установок, погрузчиков LHD, подземных самосвалов — требуются краны грузоподъемностью от 5 до 32 тонн в зависимости от парка горнодобывающей техники. Электрические системы должны соответствовать требованиям к подземным корпусам и, при необходимости, взрывозащищенным характеристикам, соответствующим классификации опасной атмосферы шахты.
При разработке открытых карьеров для обслуживания оборудования и складирования компонентов используются наружные козловые краны — ферменной или коробчатой конструкции. Крупная горнодобывающая техника — экскаваторы, самосвалы — требует грузоподъемности кранов от 50 до 500 тонн для демонтажа и замены основных компонентов. Ветровая нагрузка является основным определяющим фактором при проектировании конструкций на открытых поверхностях. В ремонтных мастерских на открытых карьерах для обслуживания оборудования могут использоваться двухбалочные мостовые краны QD, а для подъема тяжелых грузов на открытом воздухе — наружные козловые краны.
Для обработки угля на предприятиях требуются грейферные мостовые краны QZ или козловые краны MZ с классом защиты A6–A7 для интенсивной работы с сыпучими материалами внутри или вне помещений. Электрические системы должны быть рассчитаны на работу в условиях угольной пыли — минимальный класс защиты корпуса IP54, с сертификацией ATEX, где это применимо. Комбинированные штабелеукладчики-реклаймеры на крупных наземных угольных складах могут дополнять грейферные крановые системы для высокопроизводительного управления складскими площадками. В подземных мастерских по техническому обслуживанию угольных шахт применяются общие технические требования к подземным кранам с дополнительными требованиями к взрывозащищенному электрооборудованию.
На горно-обогатительных комбинатах используются краны для погрузки и разгрузки руды, а также ремонтные краны для обслуживания технологического оборудования. Для обслуживания первичных и вторичных дробилок требуются мостовые краны грузоподъемностью от 20 до 50 тонн. Для обслуживания шаровых и полуавтоматических мельниц необходимы мостовые краны грузоподъемностью от 32 до 200 тонн. Для обслуживания флотационных камер и установки оборудования используются краны грузоподъемностью от 5 до 20 тонн. Весь парк кранов горно-обогатительных комбинатов охватывает широкий диапазон грузоподъемности и классов нагрузки — от ремонтных кранов класса А4 в вспомогательных зонах до грейферных кранов классов А6–А7 на складах руды и в зонах ее разгрузки.
Конвейерные системы — основная инфраструктура для транспортировки сыпучих материалов в горнодобывающей промышленности — требуют регулярного технического обслуживания передних и задних шкивов, направляющих роликов, систем натяжения лент и приводных устройств. Полукозловые краны или стандартные мостовые краны, расположенные над точками обслуживания конвейеров, обеспечивают необходимую грузоподъемность и доступность для проведения ремонтных работ. Зона обслуживания крана должна охватывать всю длину участка конвейера в пределах зоны обслуживания, а высота крюка должна обеспечивать достаточный зазор для подъема самого тяжелого компонента в самой высокой точке обслуживания.
На открытых складах руды и угля при открытой добыче полезных ископаемых в качестве основного оборудования для перемещения материалов используются двухбалочные грейферные козловые краны MZ или однобалочные грейферные козловые краны MDZ. Выбор крана зависит от насыпной плотности материала, требуемой производительности, пролета склада и интенсивности работы в сменном режиме. Для высокопроизводительных складов, работающих с железной рудой на полной мощности, требуются двухбалочные грейферные козловые краны класса А7 с прочной конструкцией для непрерывной работы на открытом воздухе. Для складов щебня и песка с меньшей производительностью могут быть успешно использованы однобалочные краны MDZ класса А5-А6.
При выборе кранового оборудования команды, занимающиеся закупками в горнодобывающей промышленности, постоянно сталкиваются с определенным набором проблем. Понимание того, как конструкция крана решает эти проблемы, напрямую способствует принятию более обоснованных решений по техническим характеристикам.
Риск, связанный с непрерывным производством и простоями. Горнодобывающие краны, работающие в критически важных для производства местах — например, при перемещении сыпучих материалов или управлении подачей руды — не могут выйти из строя без влияния на производственный процесс. Правильное определение класса нагрузки, выбор качественных компонентов и наличие запасных частей определяют, как долго кран будет работать до необходимости внепланового вмешательства. Кран, рассчитанный на класс A6 для применения, требующего класса A7, достигнет своего расчетного срока службы за гораздо меньшее время, чем ожидалось.
Пыль и коррозия. В горнодобывающей промышленности образуется минеральная пыль, которая проникает в стандартные электрические корпуса и подшипниковые узлы. Минимальный класс защиты IP54 для электрических компонентов, герметичные конструкции подшипников и регулярная смазка через определенные интервалы являются базовыми требованиями для горнодобывающей промышленности. В агрессивных средах — высокой влажности, воздействии химических веществ на перерабатывающих предприятиях — требуются корпуса класса защиты IP65 или выше и усиленные системы защиты от коррозии.
Тяжелые и негабаритные грузы. Горнодобывающая техника часто превышает грузоподъемность обычных промышленных кранов. Для основных рам дробилок, корпусов шаровых мельниц и крупных компонентов карьерных самосвалов требуются краны, специально разработанные с учетом их веса и габаритов, а не универсальные краны, адаптированные для данной задачи. Подвесное оборудование — специальные траверсы, специализированные подъемные приспособления — должно быть спроектировано с учетом конкретной геометрии груза.
Ветер на открытом воздухе. Открытая и поверхностная добыча полезных ископаемых на открытых участках требует проведения анализа ветроустойчивости конструкций с учетом специфики места установки. Стандартные расчеты конструкций с использованием общих предположений о скорости ветра могут быть недостаточны для горных работ на возвышенностях или на побережье, где расчетная скорость ветра превышает стандартные предположения.
Портовая обработка грузов включает в себя процессы и оборудование, используемые для погрузки, разгрузки, перевалки, хранения и управления грузами в морских терминалах.
Козловой кран для судостроения — это мощная подъемная система, предназначенная для верфей для транспортировки и сборки крупных корабельных блоков.
На строительной площадке масштабного строительного объекта
