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バケットホイール掘削機（BWE）は、露天掘り鉱山で使用される大型重機です。
それらの主な機能は、大規模な露天掘り鉱山における連続掘削機であり、1日に数千トンの表土を除去することです。バケットチェーン式掘削機などの他の大型鉱山機械と異なる点は、回転する車輪に連続的に配置されたバケットで構成された大きな車輪を使用していることです。これらは、これまでに製造された陸上または海上車両の中で最大級のものです。14,200トンのバガー293は、これまでに製造された陸上車両の中で最も重いものとしてギネス世界記録を保持しています。
バケットホイール掘削機は、過去 1 世紀にわたって鉱業で使用されており、最初のものは 1920 年代に製造されました。[ 1 ]これらは、大量の表土(廃棄物) を移動および採掘するために、他の多くの鉱山機械 (コンベアベルト、スプレッダー、破砕ステーション、ヒープリーチ システムなど)と組み合わせて使用されます。BWE の全体的な概念はあまり変わっていませんが、第二次世界大戦の終結以来、そのサイズは劇的に大きくなりました。
1950年代、ドイツの2つの鉱山会社が世界初の超大型BWEを発注し、ドイツのケルン近郊で褐炭採掘用に3台のBWEを建造した。ドイツのBWEは直径16メートル（52フィート）を超える車輪を持ち、重量は5,500ショートトン（5,000トン） 、全長は180メートル（600フィート）を超え、移動用のクローラーユニットが18個あり、一度に180メートル（600フィート）以上の幅を掘削することができた[ 2 ]。
1990年代以降に製造されたバッガー293などのBWEは、高さ96m （315フィート）、長さ225m （738フィート）、重量14,200t （31,300,000ポンド）にも達する大きさになっています。バケットホイール自体の直径は21m（70フィート）を超え、最大20個のバケットを備え、各バケットには15m³（20立方ヤード）以上の材料を収容できます。BWEは、現在稼働可能な極限環境に関しても進歩しています。多くのBWEは、-45℃（-49°F）という低温の気候でも稼働できるように設計されています。開発者は現在、自動化と電力の使用に焦点を移しています。[ 3 ]
バケットホイール式掘削機（BWE）は、上部構造に複数の部品が取り付けられた構造となっている。
機械の名前の由来となっているバケットホイールは、ブームに固定され回転可能な、すくい状の形状をした大きな円形のホイールです。切断ホイールで拾い上げられた材料は、ブームに沿って後方に搬送されます。初期のセル型バケットホイールでは、各バケットから伸びるシュートを通して材料が搬送されていましたが、新しいセルレス型およびセミセル型では、すべてのバケットから材料が排出される固定シュートが使用されています。[ 4 ]
排出ブームは、上部構造を通して切断ブームから材料を受け取り、機械から離れた場所へ、多くの場合外部コンベアシステムへと搬送する。
カウンターウェイトブームは切断ブームとのバランスを取り、上部構造の下部（コンパクトBWEの場合）または上部（中型CフレームBWEの場合）に片持ち式で取り付けられています。大型BWEでは、3本のブームすべてが上部構造上部のタワーを横切るケーブルで支えられています。[ 5 ]
上部構造の下には移動システムが配置されている。旧型モデルでは、機械が走行するためのレールが用いられていたが、新型のBWE（ベッドホイールエンジン）には、より柔軟な動作を可能にするクローラーが装備されていることが多い。
BWE の上部構造は、その機能を果たすために垂直軸を中心に回転（旋回）することができます。切断ブームは上下に傾けることができます（巻き上げ）。これらの動作の速度は、それぞれ約 30 m/分と 5 m/分です。旋回は大型ギアによって駆動され、巻き上げは一般的にケーブルシステムを使用します。[ 4 ]
BWE の規模は用途によって大きく異なります。ティッセンクルップが設計した小型 BWE は、ブームの長さが6 メートル (20フィート)と短く、重量が 50 トン、毎時100 m 3 (3,500立方フィート)の土砂を移動できます。大型モデルでは、ブームの長さが80 m (260フィート)に達し、重量が 13,000 トン、毎時12,500 m 3 (440,000立方フィート)の土砂を移動できます。 [ 6 ]これまでに建造された最大の BWE はTAKRAFのBagger 293で、高さ 93 メートル、長さ 225 メートル、重量 14,200トン、毎日240,000 m 3 (8,500,000立方フィート)の表土を移動できます。 [ 1 ] 1日あたり380,000 m 3 (13,000,000 cu ft)の掘削が記録されている。[ 4 ]米国で使用されているBWEは、ドイツで建設されたものよりも小さい傾向がある。[ 5 ]
BWE（ブロック式掘削機）は、露天掘りにおける連続的な表土除去に使用されます。切削ホイールを用いて、掘削機のサイズに応じて定められた範囲の土砂（作業ブロック）を削り取ります。巻き上げ機構により、作業ブロックは機械の高さ（ベンチレベル）の上方と下方の両方を含むことができます。旋回機構により、掘削機は水平方向にも広範囲にアクセスできます。
覆土は排出ブームに運ばれ、そこから切り出された土が別の機械に移送され、スプレッダーに移送されます。これは固定ベルトコンベアシステムの場合もあれば、BWE に見られるようなクローラー付きの移動式コンベアの場合もあります。掘削機に恒久的に取り付けられた移動式コンベアは、オペレーターから材料の方向付けの負担を軽減します。[ 4 ]覆土は、ピットを横切ってダンプ場に覆土を散布する クロスピットスプレッダーに直接移送することもできます。
BWE（バウエル・ウェーハ）の自動化には、GPS、データ収集システム、オンライン監視機能など、多くのセンサーや電気部品の統合が必要です。これらのシステムの目的は、オペレーターの作業負担を軽減し、採掘速度を向上させることです。プロジェクトマネージャーやオペレーターは、インターネットを介してBWEや採掘現場で使用されるその他の機械に関する重要なデータを追跡できるようになりました。センサーはコンベアベルトにどれだけの材料が投入されているかを検知し、自動化システムはコンベアベルトの速度を調整して、一定量の材料を供給します。
バケットホイール掘削機とバケットチェーン掘削機は、以前はロープショベルやドラグラインで行われていた作業を担っています。ほとんどの用途では油圧ショベルに取って代わられていますが、非常に大規模な作業では、緩い材料の移送や軟弱から半硬質の表土の掘削に使用できるため、依然として使用されています。[ 3 ]
BWEの主な用途は褐炭採掘であり、発破を行わずに軟岩の表土を除去するために使用されます。褐炭に対する需要が継続的にあることを考えると、BWEは大量の材料を加工業者に連続的に供給できるため、この用途において特に有用です。
褐炭に対する需要が非常に高いため、褐炭採掘はBWE（バイオ燃料式運搬機）の開発が最も進んだ分野の一つでもあります。自動化システムや操縦性の向上、特定の用途向けに設計されたコンポーネントの追加により、BWEによる材料運搬の信頼性と効率性が向上しました。[ 3 ]
バケットホイール技術は、バルク材の取り扱いにおいて広く利用されています。バケットホイール式リクレーマーは、スタッカーによって所定の位置に配置された材料をピックアップし、加工工場へ輸送するために使用されます。必要な機械の数を減らすために複数の作業を統合したスタッカー/リクレーマーも、バケットホイールを使用して作業を実行します。
造船所では、バケットホイールが船舶の連続的な積み下ろしに使用され、ヤードから資材をピックアップして配送システムに移送します。バケットチェーンは、船倉から資材を荷揚げするために使用できます。TAKRAFの連続船舶荷揚げ機は、柔軟に構成可能な掘削アタッチメントにより、船倉から資材の最大95%を取り除くことができます。[ 1 ]
BWEは、他の用途の延長として、ヒープリーチングプロセスにも使用されます。ヒープリーチングとは、粉砕した鉱石を積み重ね、そこに溶剤を通すことで有価物質を抽出するプロセスです。このヒープの構築と撤去は、積み重ねと回収技術の明白な応用例と言えます。
BWEに必要な巨大で高価なギアを製造しようとする企業や製造できる企業はほとんどありません。[ 3 ]チェコ共和国のUnexは、オリジナルの鋳造型をまだ所有しており、BWEを製造できます。しかし、これらの機械は継続的な重労働に耐えられるように作られており、現在では露天掘りはあまり人気がないため、新しい機械の需要はほとんどありません。BWEや同様の採掘システムのメーカーは、現在、メンテナンスや改修プロジェクトからいくらかの収益を得ていますが、他の目的のために大きな鋼鉄部品も製造しています。バケットホイール掘削機の現在の用途は、主にドイツと東/南東ヨーロッパで発電用の褐炭（亜炭）採掘の分野に集中しています。Unexは、シベリアの永久凍土からダイヤモンドを採掘するためのBWEも製造しました。
