Подземните товарачи от типа LHD (Load Haul Dump) донякъде са подобни на конвенционалните товарачи за откритите кариери и мини, но в същото време са конструирани за работа в най-трудните условия за добив на метални руди при поддържане на високи стандарти за производствена ефективност, безопасност и надеждност. От тези машини се изисква също да са изключително здрави, високоманеврени и максимално производителни. Над 75% от подземните рудници за добив на метални руди в света използват товарачи LHD за товарене на минна маса.
Подземните челни товарачи се оборудват с мощни двигатели, най-съвременна технология за задвижването, мостове с планетарни механизми и голяма товароносимост, колесна формула 4х4 и завиване на предната част на съчленената рама. Тяхната конструкция е по-тясна, по-издължена и в същото време габаритната им височина е много по-малка, което ги прави най-подходящите машини за подземни дейности в места, където височината и ширината са ограничени. Тъй като дължината не е толкова лимитиращ фактор в един тунел, подземните товарачи се конструират с по-голяма дължина. Тя допринася за по-равномерното натоварване на двата моста и повишаване на капацитета на загребващата кофа. Съчленената рама с централна шарнирна връзка подобрява завиването и маневреността. В подземните рудници често има ограничения при влизането на едрогабаритно оборудване. Понякога се налага товарачът да се вкара през шахта в разглобено състояние.
Капацитетите на загребване и извозване на подземните челни товарачи от типа LHD варират в широки граници – от 1 t до 25 t. Капацитетите на кофите започват от 0,8 m3 и достигат 10 и повече m3. Височината на разтоварване на кофата е обичайно в диапазона 1,8-2,5 m. Задвижването на машините е основно два вида. Версиите с дизелов двигател обичайно са най-мобилни и най-лесно се придвижват от едно място на друго. Като специфичен подвид тук трябва да отбележим хибридното задвижване, при което се използват и електромотори. В случая машината разполага със система, която преобразува кинетичната енергия, която би се изгубила при спиране на машината, в електрическа, съхранява я и след това я използва.
Електрическите товарачи с електромотори са два подвида. Тези, които използват електричество от мрежата, са свързани с кабел към нея, като той може да е се развива или навива от барабан. Вторият подвид разчита на тягови батерии, които трябва периодично да се зареждат от електрическата мрежа. Те също се отличава с висока мобилност.
Работните органи и завиването на машината използват хидравлична мощност от хидравличната система, използваща хидравлична помпа/помпи, като в най-съвременните модели се разчита на помпи с променлив дебит, осигуряващи значителни икономии на гориво (енергия). Трансмисията може да е хидродинамична или хидростатична.
Безопасността при работа под земята е подсигурена чрез различни конструкции, системи и функции. За оператора е предвидена кабина или специален навес, сертифицирани по стандартите за ROPS (система за защита на оператора при преобръщане на машината) и FOPS (система за защита от падащи предмети). Специфично за товарачите LHD е, че седалката на оператора е монтирана напречно на корпуса на машината. Когато потегли напред, операторът завърта главата си наляво, а когато се връща на заден ход, завърта главата си надясно.
Най-известните марки са шест. На следващите страници представяме тези компании и предлаганите от тях подземни товарачи според заявените от тях моделни гами и технико-технологични преимущества.
Caterpillar
Подземен товарач Caterpillar R2900 с дизелов двигател, товароподемност 17,2 t и обем на кофата 7,2 m3
Компанията предлага широка и разнообразна гама от минни машини, както за открити рудници, така и за подземни. Продуктовата линия от подземни челни товарачи тип LHD e съставена от общо седем модела с работни маси от 21 t до 58 t и с капацитети на стандартните кофи от 3,1 m3/6,8 t до 8,9 m3/20 . Всички машини са оборудвани с дизелови двигатели Caterpillar, като за ЕС са предвидени агрегати, отговарящи на изключително строгите норми на Етап V.
Трансмисиите също са собствено производство на Caterpillar. При най-новите модели те се управляват от специализиран софтуер APECS, позволяващ леко превключване при висок въртящ момент. В резултат товарачът може бързо да изкачва нагорнища, редуцирайки загубата на въртящ момент при превключване, или е възможно изкачване на по-ниска предавка и същевременни икономии на гориво (зависи от условията в рудника). За придвижване с по-висока скорост по нагорнище е предвиден хидротрансформатор, който се заключва автоматично при преминаване на втора предавка.
Хидравликата е товарочувствителна и значително усъвършенствана, като за по-голяма безопасност с приоритет са спирачките и завиването. Ефективното загребване е осигурено от кофи с нов патентован дизайн, преконструиране на лостовата система и преоразмеряване на хидравличните цилиндри на товарачната стрела при най-новите модели.
Най-високите технологии идват с платформата MineStar, важна част от която е системата Command for Underground. Благодарение на тях подземните товарачи Caterpillar могат да се управляват дистанционно (с видимост само чрез компютърен екран), полуавтономно и напълно автономно (без оператор в кабината).
Epiroc
Компанията е един най-големите и традиционни участници на световния пазар на подземни товарачи. Предлаганите машини до преди две години и половина бяха брандирани като Atlas Copco, но след трансформация в групата през 2018 г. се появи и новата марка Epiroc. Продуктовата палитра включва три гами: с дизелово и електрическо задвижване (с кабел от мрежата), както и с тягови електрически батерии.
Моделите с дизелов двигател са общо девет – с работни маси от 12,8 t до 51,5 t и капацитети на товарачните кофи от 1,8 m3 /3,6 t до 9 m3 /17,5 t. Тези високопроизводителни машини разчитат на товарочувствителна хидравлика, в сърцето на която е вложена хидравлична помпа с променлив дебит за по-голяма мощност и по-малък разход на гориво. Предвидена е система Ride Control, която погасява сътресенията на стрелата при бързо придвижване по неравен терен с цел минимално разсипване на материал от кофата.
За високата проходимост и маневреност на товарачите се разчита на система за управление на сцеплението на колелата с повърхността, която спомага за намаляване на пробуксуването, удължава живота на гумите и подобрява процеса товарене и придвижване. Трансмисията е тип Power Shift. Безопасността е гарантирана на най-високо ниво – например при отворена врата на кабината спирачките се активират, а завиването и движенията със стрелата и кофата се блокират. Има два модела с изнесена ниско отстрани кабина, което намалява значително габаритната височина на машината – за работа в най-ниските тунели.
Електрическите модели, използващи кабел за захранване от мрежата, са общо три. Най-малкият е с работна маса 13 t и капацитет на кофата
1,8 m3/3,6 t, а най-големият е 28 t с капацитет на кофата 5 m3/10 t. Машините предлагат аналогични преимущества като дизеловите модели, но имат голямото допълнително предимство, че не отделят изгорели газове, а консумацията на енергия е с до 70% по-малко. Уникалната и патентована система за навиване и развиване на захранващия кабел автоматично регулира опъването за по-малко износване и по-дълъг живот на експлоатация. Засега електрическите модели с тягови батерии са два. По-малкият е с работна маса 17 t и капацитет на кофата
1,8 m3/4 t, а по-големият е 42 t и с капацитет 7 m3/14 t. Има възможност за бързо зареждане на батериите за 50 минути. Според производителя икономиите на енергия могат да достигнат дори 80%.
Epiroc предлага различни варианти за дистанционно и автономно управление (без оператор в кабината) на подземните товарачи, както за целия машинопарк, така и само за отделни машини.
Подземен товарач Epiroc Scooptram ST14 Battery с електрическо задвижване с тягови батерии, товароподемност 14 t и обем на кофата 7 m3
Joy GlobaL
Подземен товарач Joy 4LD с дизелов двигател, товароподемност 4 t и обем на кофата 1,9 m3
Марката Joy е сред най-известните в света при минната техника за подземни рудници. През 2017 г. собствеността на американската компания Joy Global бе придобита от Komatsu, фирмата бе преименувана и понастоящем всички машини Joy се произвеждат от Komatsu Mining. Продуктовата палитра от подземни челни товарачи включва общо шест модела – с дизелово и хибридно задвижване.
В гамата с конвенционално задвижване с дизелов двигател влизат четири машини с работни маси от
9,7 t до 31,8 t, съответно капацитетите на стандартните товарачни кофи започват от 1,2 m3/2,7 t и достигат до 4,6 m3/10 t. Високата надеждност на подземните товарачи Joy се подсигурява чрез солидни стоманени конструкции, гарантиращи дълга експлоатация. Щифтовете по стрелата са тип Colet за по-облекчена поддръжка и по-дълги интервали за подмяна. Задвижването е механично, за тежки приложения и е доказало през годините своята надеждност под земята. Хидравличните системи на товарачите разчитат на бутални помпи, които загряват по-малко и съответно издържат по-дълга експлоатация. Електрическата част е предвидена за най-екстремни условия за работа и включва компоненти, използвани при производството на военни машини.
За постигане на желаната висока производителност най-голям принос има отново механичното задвижване за тежки приложения, което разчита на компоненти Dana. То гарантира голяма мощност при придвижване и максимална теглителна сила. От своя страна специфичната геометрия на кофите осигурява лесното им напълване. При дизеловите агрегати има избор от марки като Cummins, Deutz или MTU. Безопасността на подземните товарачи Joy е обезпечена чрез използване на навеси или кабини, които са сертифицирани по стандартите за ROPS и FOPS. Всички компоненти, които се нагорещяват по време на работа, имат подходяща изолация, а сервизното обслужване се извършва без качване по машината.
Гамата от подземни товарачи с хибридно задвижване включва двата най-големи модела на Joy с работни маси съответно 53,3 t и 59 t и капацитети на кофите респективно 9,2 m3/18 t и 11,2 m3/22 t. Благодарение на уникалното задвижване, включващо дизелов двигател, бордови електрогенератор, електромотори за всяко колело и системи за рекупериране, съхраняване и използване на електроенергия тези два модела предлагат по-бързо ускоряване, по-нисък разход на гориво, по-малко генерирана топлина и най-високите в своя клас сила на загребване с кофата и теглителна сила. Според производителя тези машини могат да постигнат до 20% по-висока производителност и до 33% по-нисък разход на гориво плюс съответния процент по-малко изгорели газове в сравнение с аналогични модели само с дизелов двигател.
Sandvik
Компанията е един от световните лидери в производството на минна техника и предлага голяма продуктова палитра от модели, варианти и версии на подземни челни товарачи. Гамата от модели с дизелови двигатели включва общо осем машини с работни маси от 8,8 t до 58,8 t и капацитети на кофите от 1,3 m3/3 t до 8 m3/21 t. Новост при товарачите е, че Sandvik отново въвежда запазеното име Toro, като най-напред с него ще се обозначат двата най-големи дизелови модела – Toro LH517i и
Toro LH621i. Сред нововъведенията, които носи Toro, са дизелови двигатели по най-строгите емисионни норми на Етап V на ЕС, асистент за поддържане на подходяща скорост без натискане на спирачки, както и нова система за управление на сцеплението на колелата с повърхността.
Електрическата гама е съставена от три модела, захранвани от силов кабел. Най-малката машина е с работна маса 24,5 и капацитет на кофата 3,8 m3/9,6 t. Най-голямата е съответно 77,5 t и капацитет 10 m3/25 t,
като и тя е вече член на семейството Toro – Toro LH625iE. Част от стандартната ѝ спецификация е системата Sandvik Intelligent Control System и хардуерният модул My Sandvik Digital Services Knowledge Box, спомагащи за по-лесното проследяване на техническото състояние и бърза диагностика. С по-специализирано предназначение са гамите от подземни товарачи с много малка габаритна височина (кабината е изнесена ниско отстрани) и огнеупорните версии.
С авангардната си технология вниманието привличат двата модела електрически подземни товарачи с тягови батерии: Artisan A4 и Artisan A10. По-големият модел А10 например е най-работоспособният подземен товарач в своя клас. Капацитетът на кофата му е 4,3 m3/10 t, а в същото време влиза в габаритните размери на дизелов модел с капацитет 3,5 m3/7 t. Машината използва възможно най-мощните електромотори, произвеждани понастоящем, а патентованите батерии са литиево-желязо фосфатни. В допълнение към големите си преимущества от липсата на емисии изгорели газове и съвсем малко генерирана топлина, Artisan А10 има и това предимство, че разполага със система за бърза смяна на батериите, което прави цикъла на тяхното зареждане по-лесен и по-безопасен.
Sandvik се изкачва на върха на дигиталните технологии с платформата си AutoMine, която за подземните челни товарачи има пет различни нива – от дистанционно управление от много голямо разстояние с видимост чрез компютърен екран до автономно управление без оператор в кабината.
На преден план подземен товарач Artisan A4 с електрическо задвижване с тягови батерии, товароподемност 4 t и обем на кофата 1,5 m3 (Artisan Vehicles е част от Sandvik Mining and Rock Technology)
Paus
Подземен товарач Paus PFL 8 с дизелов двигател, товароподемност 1,5 t и обем на кофата 0,8 m3
Немската компания Hermann Paus Maschinenfabrik е реномиран производител с богата гама от нишови специализирани решения, в т.ч. за подземни рудници. Произвежданата гама от подземни челни товарачи включва четири модела с дизелови двигатели. Двата по-леки модела предлагат работни маси съответно 6,3 t и 9 t, а капацитетите на стандартните кофи са респективно
0,8 m3/1,5 t и 1,2 m3/2,7 t. Задвижването им е хидростатично и позволява максимални скорости на придвижване до 15-18 km/h. За разлика от тях двата по-големи модела разчитат на хидродинамична трансмисия тип Power Shift и съответно скоростта им на придвижване достига 25 km/h. Работните им маси са 11,5 t и 18,5 t, а капацитетите на стандартните кофи са съответно 2 m3/4 t и
3 m3/6 t. При дизеловите агрегати се разчита основно на марката Deutz.
В общ план подземните товарачи Paus се отличават със своите съвсем компактни размери и възможност за най-ефективна работа в рудници на голяма надморска височина (стандартно до 1500 m). Лостовата система на товарачната стрела използва класическата концепция Z-bar, осигуряваща възможно най-голямата сила на загребване с кофата. Стоманеният навес над операторското място отговаря на стандартите за безопасност за ROPS и FOPS. Шарнирната връзка между предното и задното шаси е много солидна и издръжлива, а задните колела са с независимо окачване (без най-малкия модел) за още по-голяма стабилност и проходимост. Страничните капаци откриват лесен и удобен достъп за извършване на обичайните сервизни дейности. В двигателното отделение е монтирана специална автоматична противопожарна система, с която немците определено се гордеят.
Yantai Xingye
Yantai Xingye Machinery Co. е водещ китайски производител на минна техника. Компанията е създадена през 1997 г., а заводът в гр. Янтай (провинция Шандун) е разположен на 140 хил. m2. Управлението на качеството е сертифицирано по ISO 9001, а в много от произвежданите машини са вложени компоненти и системи, защитени с национални патенти. В подкрепа на експорта и следпродажбеното обслужване Yantai Xingye основава представителства в 13 страни на всички континенти. В допълнение към лидерските си позиции на китайския пазар Yantai Xingye има много успешни продажби на минна техника в Канада, Русия, Австралия, ЮАР, Чили, Перу, Боливия и др.
Продуктовата палитра от подземни товарачи на Yantai Xingye е развита в три направления. Гамата с дизелови двигатели включва общо осем модела с работни маси от
4,4 t до 35 t и капацитети на кофите от
0,6 m3/1,2 t до 6 m3/14 t. При производството на машините се влагат агрегати и компоненти от водещи световни производители: дизелови двигатели Deutz, Cummins и Mercedes-Benz, хидротрансформатори и скоростни кутия Dana, мостове Dana или Kessler, хидравлични компоненти Danfoss и др. Схемата на задвижване е 4х4, като има модели с хидродинамична или с хидростатична трансмисия. Товарачите Yantai Xingye могат да се поръчат с кабина по стандартите за ROPS и FOPS, изцяло затворена кабина с климатик, пожарогасителна система Ansul, автоматична система за централно смазване Lincoln, дистанционно управление и странично разтоварване на кофата.
Гамата от модели с електрическо задвижване чрез силов кабел от мрежата съдържа девет машини с работна маса от 4,8 t до 35,5 t и капацитети на кофите от 0,6 m3/1,2 t до 6 m3/14 t. При тях също се използват компоненти и агрегати от реномирани световни производители, с тази разлика, че тук задвижването е електрическо, което решава генерално въпроса с отделянето на изгорели газове, както и в голяма степен емисиите на шум. За електрическите компоненти се разчита на марки като Siemens, а за хидравличните на Parker. Барабанът за навиване и развиване на силовият кабел е от хоризонтален тип и разполага с автоматично регулиране на изпъването.
Третата гама е съставена от два модела дизелови подземни товарачи с много малка габаритна височина –
до 1,7 m, с изнасяне на кабината ниско долу отстрани. Те са предназначени за много ниски подземни рудници. По-малката машина от двете е с капацитет на кофата 1,5 m3/3 t, а по-голямата – 4,6 m3/10 t. Могат да се поръчат с камера, показваща зоната зад машината при придвижване на заден ход.
ОбзорA подготви: Данаил Николов
Подземен товарач Xingye XYWJ-6 с дизелов двигател, товароподемност 14 t и обем на кофата 6 m3
