Полностью гидравлическая гусеничная буровая установка для угольных шахт

Когда слышишь это словосочетание, многие сразу представляют просто мощный станок на гусеницах. Но суть не в перемещении, а в том, как полностью гидравлическая система в условиях шахты превращается из преимущества в постоянную головную боль, если подход неправильный. Это не бульдозер, тут каждая утечка масла под давлением — это не просто пятно, это остановка всей проходки, а то и риск. Я долго считал, что главное — это тяговое усилие и глубина бурения, пока на одном из объектов в Кузбассе не столкнулся с тем, что установка от ООО города Датун Чжунтуоао Электромеханическое Оборудование (сайт их — china-dtszta.ru) выстояла там, где другие ?вставали? из-за отказов гидроцилиндров подачи. Их цех сборки, судя по описанию, — это не просто площадь в 5000 кв. м, а логика размещения узлов, которая минимизирует вибрацию трубопроводов. Вот с этого, пожалуй, и начну.

Гидравлика: где кроется дьявол

Полная гидравлика подразумевает, что всё — от передвижения и выравнивания до вращения штанги и подачи долота — завязано на одну систему. Красиво на бумаге. На практике же в забое угольной шахты температура, влажность, угольная пыль — идеальные условия для того, чтобы масло меняло вязкость, а уплотнения теряли эластичность. Недостаточно просто использовать морозостойкие масла ГТ-50 или ему подобные. Нужно, чтобы и теплообменник был рассчитан не на паспортные 25°C, а на длительную работу при 35-40°C в замкнутом пространстве.

У китайских производителей, вроде упомянутого Датун Чжунтуоао, в последние годы произошел качественный скачок. Раньше часто ставили стандартные шестерённые насосы, которые на высоком давлении начинали гудеть и перегреваться уже через несколько часов непрерывной работы. Сейчас же на их установках все чаще видишь аксиально-поршневые насосы, причем с регуляторами нагрузки, которые интегрированы в систему управления. Это не реклама, а наблюдение. На их сайте указано про участки механической обработки и сварки — так вот, именно точность изготовления гидрораспределительных блоков на таких участках и определяет, будет ли ?плыть? подача при изменении нагрузки на долото.

Запоминающийся случай был на шахте в Воркуте. Установка одной известной европейской марки постоянно ?теряла? давление в магистрали подачи. Искали неделю: меняли фильтры, насосы. Оказалось, что вибрация от самого бурового станка приводила к микротрещинам в трубках высокого давления, сваренным в неоптимальном месте. После этого я всегда обращаю внимание на то, как проложены гидротрассы в раме. У гусеничной буровой установки для угольных шахт рама — это несущий элемент, и точки крепления трубок должны иметь демпфирующие прокладки, иначе усталостные разрушения неизбежны.

Гусеничный ход: проходимость vs. сложность обслуживания

Гусеницы — это обязательное условие для мягких и неровных почв в проходческих забоях. Но многие забывают, что эта же гусеница — главный собиратель грязи, шлама и угольной мелочи. Привод гусениц тоже, как правило, гидравлический. И здесь есть тонкость: использовать ли отдельный гидромотор на каждую гусеницу с системой следящего привода или общий насос с распределителем? Первый вариант дает потрясающую манёвренность, позволяя разворачиваться почти на месте, что бесценно в тесном тупиковом забое. Но сложность и цена ремонта выше.

Второй вариант проще, но есть риск пробуксовки одной из гусениц при диагональном вывешивании. Компания из Датуна, судя по кейсам, которые они иногда публикуют, пошла по гибридному пути: базовые модели — с общим приводом, но по спецзаказу могут установить и независимый. Это разумно. Их производственные площади в 14 000 кв. м, включая участок сборки, позволяют делать такие кастомизации без остановки конвейера.

Лично я сторонник независимого привода, несмотря на стоимость. Экономия на этом этапе потом выливается в часы простора, когда машина не может точно встать на точку бурения из-за ограниченной управляемости. Особенно критично при бурении анкерных свай для крепления кровли, где отклонение в сантиметры уже недопустимо.

Адаптация к реалиям угольной шахты

Здесь речь не только о взрывозащищенном исполнении двигателя и электрооборудования (маркировка РО, Ex d I Mb). Это само собой. Гораздо интереснее, как решаются вопросы с системой орошения и пылеподавления. Буровой шлам должен немедленно смачиваться и удаляться. На многих установках бак для воды — это второстепенная ёмкость где-то сбоку. В угольных пластах с высоким содержанием метана важно, чтобы система орошения создавала плотную водяную завесу прямо у забоя.

Видел удачное решение, где водяная магистраль была встроена в конструкцию самой буровой установки для угольных шахт, а форсунки располагались концентрически вокруг бурового стакана. Это снижало пылеобразование на 70-80% по сравнению с обычным боковым подводом. Думаю, именно такие нюансы и прорабатываются на участке сварки и резки в Датуне, когда они собирают установку под конкретный ТУ шахты.

Ещё один момент — это освещение. Казалось бы, мелочь. Но в забое, где стоит облако пыли, обычный прожектор создаёт слепящую пелену. Нужны антибликовые светодиодные панели с широким, но не дальним, лучом. Их расположение на корпусе установки тоже важно, чтобы тень от самой машины не падала на точку бурения.

Интеграция управления: одна кнопка или десяток рычагов?

Тренд — это кабина оператора с джойстиками и сенсорным экраном, где отображаются все параметры: давление в магистралях, скорость вращения, осевое усилие, температура масла. Это хорошо для новых, подготовленных операторов. Но в реалиях многих наших шахт ценят старые, проверенные механические рычаги управления гидрораспределителями. Они менее подвержены сбоям от вибрации и влаги.

Золотая середина, на мой взгляд, — это дублированное управление. Основной режим — электронный, с обратной связью и возможностью записи параметров для анализа. Но на случай отказа должен быть аварийный контур — те самые рычаги, которые напрямую, через золотники, управляют потоками масла. Знаю, что некоторые производители, включая ООО Чжунтуоао Электромеханическое Оборудование, предлагают такую опцию. Это не удешевляет конструкцию, но резко повышает доверие к машине со стороны практиков-шахтёров.

На одной из установок, которую мы обкатывали, ?вылетела? плата контроллера. Оператор, благодаря аварийному гидравлическому контуру, смог не только завершить текущую скважину, но и отвести установку в ремонтную нишу своим ходом. Это дорогого стоит. После этого случая я всегда спрашиваю про систему дублирования при рассмотрении новой техники.

Экономика эксплуатации: что не входит в цену покупки

Стоимость самой полностью гидравлической гусеничной буровой установки — это лишь вершина айсберга. Надо сразу смотреть на доступность и стоимость расходников: фильтров тонкой очистки гидравлики, уплотнений для штанг, зубьев для гусеничных траков. Если для установки нужны уникальные, только оригинальные фильтры, которые поставляются месяцами, — это провальный проект.

Здесь важно, чтобы производитель либо использовал стандартизированные элементы, либо обеспечивал склад запчастей в регионе. Опять же, если взять компанию из провинции Шаньси, их логистическое преимущество — это близость к сталелитейным и машиностроительным кластерам. Их цеха в Западной зоне промышленного парка новых материалов, вероятно, позволяют быстро тиражировать многие стандартные узлы. Это влияет на конечную стоимость владения.

Самая большая статья расходов после запчастей — это квалификация ремонтников. Гидравлику нельзя чинить ?на глазок?. Нужны специалисты, которые понимают принципиальные схемы. Хороший признак, когда производитель не только продает установку, но и проводит глубокое обучение для механиков шахты, с разбором реальных аварийных ситуаций. Это та самая ?инвестиция в надёжность?, которая окупается годами бесперебойной работы. Без этого даже самая продвинутая машина из Датуна превратится в груду бесполезного металла через полгода.