Копер — горнодобывающая выемочная машина¶

Копер — горнодобывающая выемочная машина непрерывного действия, предназначенная для открытой разработки полезных ископаемых путём послойной съёма горной породы с одновременной погрузкой её на транспорт или в отвалообразователь. Коперы применяются в карьерах при добыче угля, руд, строительных материалов и других полезных ископаемых, а также в земляных работах при строительстве крупных объектов.

¶Принцип работы

Копер выполняет три основные операции: разрыхление (фрезерование) горной породы, захват разрыхлённого материала и его транспортирование к месту выгрузки. Рабочий орган копера — фрезерное колесо или цепной механизм — непрерывно вращается, срезая слой породы толщиной от нескольких сантиметров до нескольких дециметров. Разрыхлённый материал поступает на внутренний транспёр, который подаёт его к выгрузочному конвейеру, а затем — в самосвал, на железнодорожные вагоны или в отвал.

¶Классификация

Коперы классифицируют по нескольким признакам:

• По типу рабочего органа — фрезерные (роторные), цепные, роторно-ковшовые, струговые.
• По способу перемещения — ходовые (самоходные на гусеничном или пневмоколёсном ходу), стационарные, передвижные.
• По назначению — угольные (для вскрыши и добычи угля), рудные (для вскрышных пород и руд), универсальные.
• По ширине захвата — узкозахватные, широкозахватные.

Наибольшее распространение получили фрезерные коперы. Их рабочий орган — массивное колесо с установленными на ободе резцами (каймерами). Резцы изготавливают из износостойких сплавов, срок их службы зависит от абразивности породы.

¶Устройство

Основные узлы фрезерного копера:

1. Рама — несущая конструкция, на которой смонтированы все агрегаты.
2. Фрезерное колесо — рабочий орган, совершающий вращательное движение.
3. Питатель — устройство для подачи разрыхлённой породы на транспёр.
4. Транспёр — ленточный конвейер внутри машины.
5. Выгрузочный конвейер — стрела, через которую материал выгружается в транспорт или отвал.
6. Ходовая часть — гусеничный ход или опоры.
7. Энергоустановка — электрическая (преимущественно) или дизельная.
8. Кабина оператора — с системами управления и мониторинга.

Мощность электродвигателей крупных коперов достигает нескольких мегаватт. Машина питается от карьерной электросети напряжением 6 кВ по кабелю, укладываемому на выемочном поле.

¶Основные производители и зарубежный опыт

Среди ведущих производителей коперов — немецкая компания ThyssenKrupp (подразделение Fördertechnik), американская P&H ( Caterpillar ), а также предприятия Восточной Европы и Китая. Крупнейшие модели имеют ширину захвата до 80 м, высоту подъёма выгрузочной стрелы до 30 м и производительность до 10 000–12 000 м³/ч.

¶Коперы в России и СССР

В СССР разработка и серийное производство коперов начались в 1940-е годы. Первые отечественные машины создавались на заводах тяжёлого машиностроения для угольных карьеров Кузбасса и Подмосковного бассейна. В 1950–1960-е годы налажен выпуск фрезерных коперов серии ЭР (ЭРСР — «Экскаватор роторный самоходный рудный»), которые применялись для вскрышных работ.

Наиболее известные советские и российские модели:

• ЭР-1250, ЭР-1600, ЭР-2000 — рудные фрезерные коперы, выпускавшиеся на Липецком заводе горного машиностроения (ЛЗГМ).
• ЭР-2500 — крупный копер для вскрышных пород, применялся в карьерах КМА (Курской магнитной аномалии).
• ЭР-10000 — экспериментальный сверхкрупный копер, создававшийся в конце 1980-х годов.

Ведущим предприятием по выпуску коперов в России является Липецкий завод горного машиностроения (входит в холдинг «Уралмаш-Инжиниринг»). Коперы ЭР поставлялись в Польшу, Чехословакию, Индию, Китай и другие страны.

¶Применение

Основная сфера применения коперов — открытая добыча угля и руд. В угольной промышленности коперы используют для съёма вскрышных пород и непосредственно пласта угля. В рудных карьерах (например, на КМА, в Карелии, на Урале) коперы применяются для вскрыши и вскрышно-породных операций.

Коперы эффективны при разработке относительно мягких и средней твёрдости пород (уголь, песчаники, суглинки, некоторые руды). Для очень твёрдых пород предпочтение отдают буровзрывным способам и экскаваторной технике.

¶Достоинства и ограничения

К достоинствам коперов относят непрерывность процесса добычи, высокую производительность, снижение затрат на единицу объёма вскрыши по сравнению с транспортно-экскаваторными схемами, а также возможность точного ведения уступа и снижение потерь полезного ископаемого.

Ограничения связаны с ограниченной областью применения по твёрдости пород, зависимостью от электроснабжения, а также необходимостью подготовки выемочного поля и подъездных путей для транспорта.

¶См. также

• Экскаватор
• Разрез (горное дело)
• Открытый способ разработки месторождений

¶Источники

• Горная энциклопедия в 5 томах, т. 2.
• Справочник по открытой разработке месторождений / под ред. В. В. Рассказова.
• Технология открытой разработки месторождений / В. В. Рассказов, В. А. Суслов.
• Материалы Липецкого завода горного машиностроения.