СПЕЦПРОЕКТ

Mining World Russia 2020

ПЕРЕЙТИ

Как сберечь карьерные шины и дороги?

Несколько недель назад «Сибирский Антрацит» похвастался: один из экипажей БЕЛАЗа компании добился рекордного для предприятия показателя ходимости шин. Как-то всё удачно сложилось: и команда собралась ответственная, бережно относящаяся к технике, и система диспетчеризации на объекте работает.

Дорогу осилит знающий

Но первым пунктом в комплексе мер в компании называют «системную работу по улучшению состояния внутрикарьерных дорог». Эксперт по технологиям сбережения шин ООО «Тайрмен Групп» Андрей Ломагин рассказал об этой зависимости подробнее: какая связь между дорогами и колёсами?

— Андрей Андреевич, по вашему опыту, состояние дорожного полотна существенно влияет на продолжительность службы грузовых шин?

— В целом да. Но всё-таки мы должны понимать, что дорога первична, шина вторична. Шина зависит от дороги, но состояние дороги зависит в том числе и от шин тоже. Это такой нормальный дуализм.

Андрей Пасичнюк,
эксперт по технологиям сбережения шин ООО «Тайрмен Групп»
Андрей Пасичнюк,
эксперт по технологиям сбережения шин ООО «Тайрмен Групп»

— Расскажите подробнее, как взаимосвязаны эти системы?

— Место касания шины с дорогой называется пятном контакта. Так вот, в пятне контакта должно быть создано определённое трение. Трение определяется собственно размером пятна контакта, составом резины и ровностью дороги в том числе, её шероховатостью. Если дорога неровная, то пневматическая шина будет подскакивать и прокручиваться. Когда шина проворачивается, это холостая работа и повышенное истирание.

Но дорога не должна быть абсолютно идеальной, она должна быть фракционной. Шина, в свою очередь, не должна изнашивать дорожное полотно, поэтому тут же мы переходим к вопросу фрикционности самой шины.

Т. е. если мы в шину начинаем вставлять инородные предметы, типа шипов противоскольжения, или надевать цепи, мы сразу уменьшаем показатели фрикционности шины, особенно на дороге безо льда и снега, и начинаем выкрашивать из дороги её фрагменты, т. е. мы начинаем сразу делать её неровной. Поэтому один из важных вопросов — это применение шины по сезону.

Для того чтобы добиться максимальной скорости передвижения по дороге, что нужно добывающим компаниям, мы должны получить дорогу с нормальными фракционными свойствами, чтобы машина могла и разогнаться, и затормозить, и при этом удерживать скорость максимально долгое время.

Если использовать совсем мягкую шину (беречь дорогу), то шина будет чаще выходить из строя, и машина будет чаще вставать. Если бы качество дороги позволяло, то можно было бы применять шину с более плотным протектором, значит шина бы давала большую скорость и меньшую истираемость.

— Принципиальны ли здесь перепад высоты, неровности самой поверхности, частые изгибы и повороты, которые нередко можно увидеть на месторождениях?

— У каждой техники существует идеальный радиус поворота: самосвалы с жёсткой рамой или гибкой рамой. Дорога должна соответствовать этим параметрам с тем, чтобы не было движения юзом шины, чтобы шина катилась. Только при качении шины получаются максимальные характеристики по скорости движения.

В других случаях будет одно колесо проходить юзом. В этом случае оно будет само истираться и истирать слой с дороги, всегда будет торможение. Надо учитывать особенности техники, которую на предприятии используют при проектировании поворотов. В проекте должен быть указан перечень машин, которые будут использованы, с учётом их грузоподъёмности.

Но, как правило, начинается проектирование под маленькие машины, а заканчивается всё эксплуатацией большой техники. К этому моменту 90% дороги изменить уже невозможно. Поэтому изначально начинаем с машин вскрышных, но предполагаем, что будут ездить машины допустимой максимальной грузоподъёмности. По ним создаются ангары для ремонта машин, по ним же и трассы.

— Доводилось ли вам видеть на месторождениях «идеальную» дорогу— то есть такую, при создании и содержании которой шины отходят максимальный срок? Какая она — «идеальная» дорога?

— Да, конечно. Наш клиент — компания «Карелприродресурс»: на всех их пяти карьерах все дороги сделаны правильно. У них есть основание, сделанное из камней из взорванной массы, которая имеет определённую толщину, потом есть подсыпка и верхний слой из мелкой фракции, при этом сделаны правильные повороты, плечо отката 2,5 км до фабрики и 1,5 км до ж/д станции. И у неё есть, естественно, водооттоки. Канавы слева и справа, дорога зимой и летом сухая. Нет переходного сезона из зимы в лето.

При этом предприятие добилось максимальных показателей по ходимости шин и по неразрушающему воздействию на дорогу. По дороге можно реально ездить со скоростью 80 км/ч на легковой машине, а самосвалы Volvo ездят по максимуму своих технических данных — 55 км/ч (больше уже просто не даёт электроника).

Но у большинства наших клиентов дороги не имеют нормального водоотвода, сделаны с серьёзными нарушения гидрофильтрации. Дорога работает эффективно только в самый холодный период, когда вся вода встала, дорога замёрзла, и в самый жаркий период, когда воды нет, она вся быстро уходит.

А в два промежуточных сезона — осенний и весенний — организации мучаются, появляется большое количество луж, дорога становится подвижной — получается так называемая жидкая дорога. В результате техника её разбивает.

— То есть вы критически оцениваете общее состояние технологических дорог на российских месторождениях?

— Именно так. Если брать пятибалльную систему — на 2 с плюсом. Они только-только позволяют выполнять транспортную задачу. 90% всей дороги на добывающем предприятии стабильно и постоянно, меняются только дороги в самом забое, с точки зрения километража — это не больше 10%. То есть самые стабильные дороги, к сожалению, пребываютв плохом состоянии.

Резервов увеличения эксплуатационной скорости — процентов 20. Это значит, что парк техники на предприятии превышен процентов на 20. Машины не могут ездить с теми скоростями, на которые рассчитаны. Очень всё просто: если техника не может ездить с максимальной скоростью по паспорту, значит её ограничение — дорога.

Дороги в добывающей промышленности, как правило, грунтовые, но это не значит, что они не могут переходить в так называемые каменные дороги. Существует технология холодного рециклинга, когда можно обыкновенную грунтовую дорогу без асфальтобетонных покрытий превратить в монолитную ровную дорогу. Она за счёт камней, которые будут входить в структуру, будет давать необходимую фракционность.

— Хорошие технологические дороги — это заслуга рачительного хозяина или здесь дело больше в горно-геологических условиях, где ведется добыча?

— Я склоняюсь к первому варианту. Даже там, где есть хорошие горно-геологические условия, например, где залегает базальт или кварц, люди всё равно не озадачены дорогами. Это вопрос технологии и стратегии. Если люди смотрят на дорогу как на часть технологического процесса, то и относиться к ней нужно соответственно. Её нельзя делать из чего-нибудь. Это воля собственника. Хочет добиться — делает это.

— Наверняка не столько дорога подстраивается под технику, сколько техника под дорогу. Какие усовершенствования, решения, материалы предлагают сегодня производители карьерных шин, чтобы их продукция увереннее чувствовала себя на технологических дорогах?

— Формула такая: «Чем твёрже дорога, тем выше давление в шине и тем более плотный рисунок протектора должен быть».

Дорогу осилит знающий, шина белаза

Давление должно подбираться исходя из нагрузки, скорости и дороги с тем, чтобы шина не травмировала дорогу. Общее правило простое  — выбирать шину исходя из самых плохих условий эксплуатации. Желательно, конечно, на вскрыше и на вывозе основного материала использовать разные машины с разными шинами.

Существуют шины с разреженным протектором для мягких дорог, когда дорожное полотно не является сформированным и твёрдым. Давление в шине должно быть при этом меньше, чем на твёрдой дороге. Идеальная ситуация — это создавать дорогу с максимальной пропускной способностью.

— А на выбор типа шины особенности дорожного полотна влияют?

— На выбор типа шины влияет скорость эксплуатации: порезостойкие шины используются при средней эксплуатационной скорости до 13 км/ч, средний компаунд идёт до 17 км/ч, больше 22 км/ч — это теплостойкие шины. Процесс эксплуатации шины достаточно динамичный, в разные периоды та или иная шина будет более эффективна.

Если говорить о влиянии дороги, то я думаю, что по зимнему слою нужна шина с максимальными фрикционными свойствами — другим составом резины, который будет лучше цепляться за лёд и за камень. Имеет смысл исследовать сезонность в карьере и подбирать шину под сезон эксплуатации. Но для этого нужна определённая гибкость со стороны шиномонтажа. На сегодняшний момент такой гибкости нет. Шину один раз ставят и один раз снимают.

Дорогу осилит знающий, Белазы

Как и дорога: существуют сезоны, когда дорога абсолютно не способна пропускать транспорт. Вместо того, чтобы снизить загрузку или вообще сделать паузу в дорожных условиях, заготовить какие-то склады и дать дороге высохнуть, а потом быстро ездить, её просто банально разбивают. В западных странах существуют понятия зимний завоз, летний завоз, межсезонье. Дорога просто закрывается и не открывается до момента готовности. Надо искать баланс между дорогой и желанием машины по ней двигаться.

На самом деле, дорога влияет на выбор шин. Чем более неровная дорога, тем больше она создаёт вибраций и колебаний, которые нагревают шину. Чем ровнее, тем меньше круглая шина испытывает деформаций, когда катится по ней. От длины плеча также зависит выбор компаунда, который влияет на отводящую способность шины. Чем выше у нас ТКВЧ и теплостойкость шины, тем больше тепла она может излучать наружу. 15% тепла уходит через протектор, 85% уходит в боковую область.

— По каким признакам можно определить, что с карьерной шиной что-то не так?

— Шина — это органическая субстанция, состоящая из нескольких элементов, главным из которых является резиновая смесь. Её деструкция начинается при температуре больше чем 90  °С, при температуре больше 200 °С резина самовоспламеняется.

Для резины существует 4 диапазона температур: 90 °С, потом 120 °С, 160 °С и 230-240 °С. Первые две ступени являются критическими: 90 °С — это подход к критической зоне. При такой температуре резине плохо, в ней изменяются различные связи, происходят необратимые изменения, за этим надо следить.

— В каких случаях шину ещё можно «спасти»?

— Шина — это замкнутый сосуд, поэтому с ростом температуры происходит изменение давления. По этому изменению давления можно определить, комфортно шине или нет. Если мы замечаем негативное воздействие, то при наличии своевременной информации можно несколько смягчить условия эксплуатации: или меньше грузить, или медленнее ехать, или изменить давление.

Выбирайте любой из трёх параметров. Так шину как раз и можно «спасти». Это касается и потери давления. Главное — это наличие своевременной информации у водителя и диспетчера во время движения транспорта. Для этого нужно оснастить парк информационным комплексом из датчиков контроля за давлением в шинах.

Стертые шины

Движение шины при перегреве или недостаточном давлении более нескольких часов приводит к тому, что она теряет свои изначальные свойства и не может в дальнейшем правильно эксплуатироваться. У неё меняется теплопроводящая способность и меняется структура резины.

При нагреве шина становится более склонна к порезам, проколам, становится банально более мягкой, на ней появляются различные вздутия, начинается трение кордовых слоёв между собой — все эти проявления будут дальше только усиливаться. Такая шина не то, что одну жизнь, она половину жизни отходить не может. Потом её невозможно будет второй и третий раз восстанавливать.

— Внешне это как-то можно отследить — если датчиков давления нет?

— Такие внешние признаки, как выкрашивание шины, появление на протекторе множественных признаков неестественного износа, чешуйки — это показатель того, что шина была перегрета. Выглядит снаружи ещё бодро, но внутри уже сгорела, может, и гермослой уже высох, трещины возникли, такую шину надо уже снимать с эксплуатации. Без информационного комплекса определение состояния шины с внешними изменениями чаще всего — это уже некролог.

Беседовала Анна Кучумова

Понравился материал? Подпишитесь
на отраслевой дайджест и получайте подборку статей каждый месяц
.

Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №5, 2020

Подпишитесь
на ежемесячный дайджест актуальных тем
для специалистов отрасли.

Исключительно отраслевая тематика. Никакого спама 100%.