納扎羅夫斯基露天煤礦:巨型機(jī)械驅(qū)動(dòng)的煤炭開采傳奇
納扎羅夫斯基煤礦是俄羅斯克拉斯諾亞爾斯克國(guó)家電力公司(SUEK - Krasnoyarsk JSC)的子公司,位于克拉斯諾亞爾斯克邊疆區(qū)。這里年產(chǎn)煤炭約 400 萬(wàn)噸,且這些煤炭幾乎全部供應(yīng)給納扎羅夫斯基州立地區(qū)發(fā)電廠,該發(fā)電廠是西伯利亞第二大火力發(fā)電廠。

該煤礦采用露天開采法,先移除表土,再挖掘煤層。采礦過(guò)程需用到大型采礦設(shè)備,這些設(shè)備體積巨大,如同多層建筑物,像斗輪挖掘機(jī)、拉鏟挖掘機(jī)和履帶式挖掘機(jī)等。這里還曾使用過(guò)世界上最大的履帶式挖掘機(jī),其鏟斗容量達(dá) 100 立方米。

納扎羅夫斯基煤礦始建于 1947 年,很快就發(fā)現(xiàn)煤層為含水層,挖掘機(jī)械陷入表層土壤,鐵軌下沉,道路被沖毀。大雪融化后,露天礦坑內(nèi)積水。直到 1951 年,工程竣工,修建了通道溝、路塹溝,以及從覆蓋土層到外部垃圾場(chǎng)的鐵軌,大型機(jī)器才開始在露天煤礦作業(yè)。

SRs ( K ) -4000 斗輪挖掘機(jī)負(fù)責(zé)挖掘厚達(dá) 36 米的主表土層,這是該露天煤礦挖掘工藝的關(guān)鍵設(shè)備,主表土層占總表土層的 60%。它由塔克拉夫(東德)公司制造。

該系統(tǒng)由挖掘機(jī)、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)和攤鋪機(jī)三臺(tái)機(jī)器組成,完全伸展后總長(zhǎng)度接近 500 米。它是履帶式斗輪挖掘機(jī),每小時(shí)挖掘能力高達(dá) 4000 立方米。

這臺(tái)巨型斗輪挖掘機(jī)采用履帶式底盤,能以 120 - 150 米/小時(shí)的速度向前推進(jìn)。它配備六條履帶,前部主要工作體下方有四條,后部有兩條。每條履帶長(zhǎng) 13 米,寬 4 米,由 51 塊履帶板組成,每塊履帶板重 1250 千克。

斗輪上有 12 個(gè)鏈條鏟斗和 12 個(gè)開放鏟斗,鏈條鏟斗容量為 2.3 立方米,開放鏟斗容量為 1.6 立方米。它高達(dá) 72 米,相當(dāng)于 23 層樓的高度,重量為 9800 噸,幾乎與埃菲爾鐵塔相當(dāng)。

這臺(tái)巨型挖掘機(jī)由三人操作,分別是操作員、助理操作員和機(jī)械師。

挖掘機(jī)通過(guò)傳送帶運(yùn)送挖掘出的土石,自帶的傳送帶長(zhǎng)達(dá) 42 米,土石輸送到卸料口后,再通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)和攤鋪機(jī),將土石卸載到最遠(yuǎn) 195 米的地方。

除了 SRs ( K ) -4000 ,這里還有俄羅斯第一臺(tái)配備 100 立方米鏟斗的 ESh - 100/100 拉鏟挖掘機(jī)負(fù)責(zé)挖掘土方。運(yùn)輸這臺(tái)巨型機(jī)械需要 20 列車皮,組裝需要 80 多人,安裝調(diào)試耗時(shí)五年多。它曾在丘利姆區(qū)工作,為讓它來(lái)到這里,還特別拆除了一條輸電線和一段西伯利亞大鐵路,且這臺(tái)挖掘機(jī)依靠自身動(dòng)力行駛了 11 千米。

SRs ( K ) -4000 斗輪挖掘機(jī)工作后,剩余的表層土由步履式挖掘機(jī)處理。步履式挖掘機(jī)最早于 1878 年在巴黎博覽會(huì)上展出,由沙俄數(shù)學(xué)家帕夫努蒂·切比雪夫設(shè)計(jì),還贏得了力學(xué)類別的大獎(jiǎng)。1948 年,第一臺(tái)實(shí)用的步履式挖掘機(jī)問(wèn)世,ESh - 100/100 是同類中最大的。

ES - 20/90 步履式挖掘機(jī)工作時(shí)通過(guò)底板支撐在地面上,移動(dòng)時(shí),挖掘機(jī)重量轉(zhuǎn)移到支撐腳上,底板離開地面進(jìn)行移動(dòng),然后底板重新落地,支撐腳再抬起移動(dòng),如此循環(huán),它能以 60 - 80 米/小時(shí)的速度移動(dòng)到目標(biāo)位置。

拉鏟的鏟斗由鏈條驅(qū)動(dòng),并由吊臂、牽引絞車和起重機(jī)控制。由于鏟斗工作時(shí)像鐘擺一樣擺動(dòng),這類挖掘機(jī)被認(rèn)為是最難操縱的。

剝離表層土壤后,煤層逐漸暴露,便可進(jìn)行大規(guī)模開采。納扎羅夫斯基煤礦出產(chǎn)褐煤,這是一種年輕的煤礦,含水量高,熱值適中,含有大量未完全碳化的木質(zhì)部分。

使用 ER - 1250 斗輪挖掘機(jī)將煤炭直接裝載到貨運(yùn)列車上。它與 SRs ( K ) -4000 設(shè)計(jì)類似,工作原理相同,旋轉(zhuǎn)的鏟斗將煤炭裝到傳送帶上,再由傳送帶運(yùn)到貨運(yùn)列車上。它可以開采高達(dá) 17 米的工作面,相當(dāng)于五層樓的高度,且不僅能縱向移動(dòng),還可以旋轉(zhuǎn)。

ER - 1250 斗輪挖掘機(jī)的旋轉(zhuǎn)斗輪直徑為 6.5 米,每小時(shí)可挖掘 2300 噸煤炭。

鐵路連接露天煤礦,將煤炭直接運(yùn)往烏戈?duì)柤{亞 2 號(hào)貨運(yùn)站,再發(fā)往納扎羅夫州立地區(qū)發(fā)電廠,該發(fā)電廠消耗了納扎羅夫斯基煤礦 95%以上的煤炭,其余煤炭運(yùn)往當(dāng)?shù)毓嵴尽<{扎羅夫州立地區(qū)發(fā)電廠到煤礦的直線距離約 5000 米。

一節(jié)貨運(yùn)車廂可運(yùn)送 60 噸煤炭。

納扎羅夫斯基煤礦也用 EKG - 10 正鏟挖掘機(jī)清除表層土,挖掘出的土石直接卸載到運(yùn)輸列車上,列車將土石運(yùn)到廢料場(chǎng),通過(guò)車廂翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將土石傾卸后返回挖掘現(xiàn)場(chǎng)。

兩臺(tái) ESh 10/70 拉鏟挖掘機(jī)在廢料場(chǎng)作業(yè),在其他十多輛工程機(jī)械協(xié)助下,將運(yùn)來(lái)的土石安置到合適場(chǎng)地。

納扎羅夫斯基煤礦晝夜不停開采,所有人員實(shí)行兩班倒,每班 12 小時(shí)。

目前,納扎羅夫斯基煤礦每年產(chǎn)煤約 400 萬(wàn)噸,多年來(lái)已開采煤炭 4.9 億噸。加上蘇伊士 - 克拉斯諾亞爾斯克公司旗下博羅金斯基和別列佐夫斯基露天煤礦的產(chǎn)量,煤炭產(chǎn)量超過(guò) 20 億噸。若將這些煤炭全裝上火車,列車長(zhǎng)度將超地球周長(zhǎng)的 10 倍。
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