Текст и фото: Александр Колпаков

Несмотря на усилия защитников природы и инвестиции в экологически чистые источники энергии, за последние 20 лет структура мирового производства топлива не претерпела кардинальных изменений. Об этом факте говорится в исследовании Международного энергетического агентства. Объемы добываемого угля в мире растут. Увеличивается добыча твердого топлива и в России. Так, Кузбасс, один из ключевых угольных бассейнов страны, в прошлом году вплотную подошел к символическому рубежу, добыв 200 млн тонн угля, что намного превышает показатели, достигнутые в бассейне в советское время. Это исторический рекорд.

Сегодня многие крупнейшие горнодобывающие компании региона заявили о реализации крупных инвестиционных проектов увеличения объемов добычи угля, освоения новых угольных участков.

Однако внутри отрасли до сих доминирует технология отработки запасов твердого топлива с применением системы вывоза угля и горных пород автомобильным транспортном, которая приемлема в различных горно-геологических условиях. На эту систему в Кузбассе приходится 84% добычи угля открытым способом. Аналогичная картина и в других угледобывающих регионах страны.

В этой технологической схеме одним из ключевых звеньев транспортно-добывающей цепочки является карьерный экскаватор. Однако в регионе весьма старый парк этой техники. Специалисты отмечают, что ее возраст зачастую превышает 15–20 лет. Совершенно очевидно, что требуется обновление технологического парка угледобывающих предприятий. Согласно среднесрочным прогнозам отраслевых аналитиков, рост карьерного парка в РФ будет несколько выше, нежели в других странах мира в среднем на 3%. 

Тенденция, наметившаяся на угольных предприятиях региона, – замена парка экскавационного оборудования (механические экскаваторы заменяются гидравлическими) – требует больших инвестиционных вливаний. Поскольку экскаваторы – техника достаточно уникальная, при освоении новых участков угольных месторождений в основном используются гидравлические большекубовые карьерные экскаваторы.

Это тренд легко объясним. Почему гидравлические машины выигрывают у механических?

Сейчас более 60% карьерных механических лопат составляют экскаваторы с ковшами объемом 5–15 куб. м. С одной стороны, это морально, а зачастую и физически устаревшее оборудование характеризуется простотой и надежностью. С другой – гидравлический карьерный экскаватор все же более гибко решает производственные задачи. Масса гидравлического карьерного экскаватора меньше, он оборудуется как «прямой лопатой», так и «обратной». В зачет ему более высокая удельная мощность, мобильность, которая позволяет проводить качественную селективную выемку породы. Гидравлические карьерные экскаваторы по надежности фактически уже не уступают, а новые модели и превосходят своих механических конкурентов. Немаловажный аргумент и первоначальная стоимость техники. Применение карьерных гидравлических экскаваторов с большой единичной мощностью и вместимостью ковша в сочетании с большегрузными самосвалами позволяет обеспечить высокие темпы добычи и рост производительности при сокращении общего парка выемочно-погрузочного оборудования. Поэтому такое перевооружение является закономерным процессом. Это привело сначала к массовому вытеснению механических экскаваторов в классе с базовым ковшом до 10 куб. м, а затем и в более высоком классе, особенно на вновь открываемых разрезах и карьерах.

Cегодня на гидравлические экскаваторы для горной промышленности с объемом ковша до 20 куб. м приходится порядка 70% заказов. Но пока если размер ковша превышает 30 куб. м, то гидравлика теряет свои преимущества перед механикой. Прирост рынка гидравлических экскаваторов составляет порядка 5%, причем объемы продаж импортной техники растут на порядок выше – 50–60%. Факторами такого ускоренного роста является свобода выбора техники горными компаниями, развитие дилерских сетей зарубежных производителей, а также надежность, производительность и конкурентная стоимость нормо-часа техобслуживания и экономичность.

Лидерами спроса среди гидравлических карьерных экскаваторов карьерного назначения являются зарубежные марки – Liebherr, Caterpillar, Hitachi, Komatsu,Bucyrus и др. Отметим и проникновение в сегмент корейских и китайских карьерных экскаваторов.

Больше всего моделей тяжелых гидравлических дизельных карьерных экскаваторов представлено «на границе» универсальных (строительных) и горных машин, которые могут применяться как на крупных стройках, так и при добыче полезных ископаемых.

К таким типичным моделям карьерных экскаваторов двойного назначения можно отнести в линейке техники Komatsu модель PC750. Карьерный экскаватор принадлежит к серии Dash-7. Для западных рынков с жесткими требованиями к токсичности выхлопа и шуму Komatsu предлагает следующее поколение — Dash-8. Силовая установка карьерного экскаватора – шестицилиндровый рядный дизель Komatsu SAA6D140E-3 – агрегатирован с тандемным аксиально-поршневым гидронасосом и подпиточным шестеренным насосом. От оптимального регулирования частоты вращения двигателя и подачи гидронасосов зависят и функциональность карьерного экскаватора, и его экономичность, которая в течение года эксплуатации исчисляется тоннами сбереженного топлива. С этой целью предусмотрены два основных рабочих режима – активный и экономичный. Каждому режиму соответствует определенная частота вращения двигателя, подача насосов и давление в системе, которые зависят от выполняемой задачи. Карьерный экскаватор РС750-7, оборудованный «прямой лопатой», комплектуют стрелой 4600 мм, рукоятью 3400 мм и ковшами с донной разгрузкой вместимостью 4,5 либо 5,1 куб. м.

В модельном ряду другого японского производителя Hitachi класс 80-тонных машин представлен экскаваторами ZX-850/870-3. На модели устанавливается шестицилиндровый двигатель Isuzu AH6 мощностью 540 л.с. Продумана гидравлическая система: два аксиально-поршневых насоса переменной производительности, максимальный поток 2х528 л/мин.

К этому же классу переходных машин относится самая старшая модель в линейке экскаваторов Volvo. Гусеничный экскаватор Volvo EC700C скорее относится к классу 80-тонных экскаваторов. Эффективная конструкция, высокая энергообеспеченность и идеально сбалансированная гидравлика позволяют работать в условиях небольшого карьера с тяжелыми горно-геологическими условиями. Вместимость ковша – 4,6 куб. м. Двигатель хорошо сочетается со сложной гидравликой. Доступ к двигателю и гидравлике хороший. Расположение узлов на уровне земли сокращает время обслуживания. Благодаря большому противовесу и длинным широким гусеницам экскаватор ЕС700В имеет высокую устойчивость в трудных условиях работы. Для снижения транспортных расходов гусеницы можно оттягивать. Несмотря на конструкцию, предназначенную для работы в сложных условиях, экскаватор EC700B обеспечивает производительный цикл, экономичен в потреблении топлива и имеет большое усилие разработки грунта.

В линейке немецкой компании Liebherr к таким же универсальным моделям относится гусеничный экскаватор R 974 В, который позволяет образцово использовать эту машину в карьерах и небольших разрезах благодаря проверенному принципу сочетания высокопрочных сборных стальных конструкций и литых стальных компонентов. Дополнительно (опцион) предлагаемый вариант SME благодаря усиленным компонентам оборудования и шасси специально адаптирован для работы в условиях карьера. Восьмицилиндровый двигатель собственного производства развивает мощность 536 л.с., специально разработан для применения как на стройплощадках, так и на открытых разработках месторождений, оборудован надежной гидравликой, рабочим насосом и ходовым приводом, что гарантирует высокий результат применения этой машины в разрезе.

Среди тенденций отметим выход в данный сегмент техники производителей из КНР и Южной Кореи. Три модели карьерных экскаваторов корейской компании Hyundai относятся к классу 80-тонников и выше. А самая старшая модель Hyundai R1200-9 — к классу 120-тонников. Корейские экскаваторы оснащаются шестицилиндровыми двигателями Cummins мощностью 740 л.с. Ковши объемом 6,7 л. Техника адаптирована к эксплуатации в российских условиях.

Явно выражена тенденция к увеличению размеров карьерной гидравлической техники, в том числе и гидравлических экскаваторов. Уже не секрет, что в парках угольных разрезов в рамках инвестиционных проектов обновления и освоения новых высокопродуктивных пластов начата эксплуатация высокопроизводительной зарубежной техники.

В крупнейшем промышленном холдинге Кузбасса «СДС-Уголь» технологический парк разрезов «СибЭнергоУголь», «Киселевский» и «Прокопьевский угольный разрез» пополнился экскаваторами Hitachi EX-3600 (21 куб. м); EX-2500 (15 куб. м). А новый угольный разрез «Первомайский», введенный в эксплуатацию в мае 2012 года, изначально оснащен высокопроизводительной техникой: запущены в эксплуатацию современные экскаваторы Hitachi, также какЕХ-5500 (27 куб. м); EX-3600 (21 куб. м); EX-2500 (15 куб. м) в комплексе с ними работают карьерные самосвалы грузоподъемностью 220–240 тонн. Заключены контракты на поставку двух экскаваторов P&H-2800 (33 куб. м). Аналогичная картина и на других разрезах региона.

В модельных линейках ведущих мировых производителей представлена такая техника. Так, в линейке карьерной техники Liebherr насчитывается восемь машин с разными характеристиками. Самой мощной и производительной карьерной машиной линейки является модель R9800, относящаяся к классу 800-тонных машин. Двигатель мощностью 4000 л.с. Высокую производительность такой машины обеспечивает ковш объемом 42 куб. м.

Впрочем, такие зарубежные гиганты далеко не единичны на угольных разрезах Кузбасса и других бассейнов страны. В конце прошлого года на разрезе«Черниговец» был собран и приступил к работе экскаватор P&H 2800. Это американская модель 1100-тонного карьерного экскаватора предназначена для работы на угольных месторождениях. Из особенностей отметим систему видеомониторинга. Изображение с четырех видеокамер, передаваемое на монитор в кабине, позволяет машинисту контролировать ситуацию даже в так называемых мертвых зонах. Работа экскаватора отслеживается с помощью компьютеризированной системы управления P&H Centurion. Параметры работы всех систем машины в режиме реального времени отображаются на сенсорной панели в кабине и на сервере предприятия. Дистанционное поддержание исправного состояния экскаватора осуществляется через систему PreVale. Впечатляют параметры и характеристики экскаватора. Высота черпания – 16,6 м, разгрузки – 9,1 м. Емкость ковша – 33,6 куб. м. Сейчас речь идет уже о трех аналогичных карьерных экскаваторах на этом разрезе. В частности, перед карьерным экскаватором стоит задача довести объем вскрышных работ до 1 млн куб. м ежемесячно. Конечно, такие гигантские машины, способные перевернуть миллионы кубометров за месяц работы, нужны не на каждом угольном предприятии. Горно-геологические условия диктуют не только способы добычи, но и производственную мощность угольного разреза.

А на новом перспективном угольном Эльгинском месторождении в Якутии начнет работу самый мощный из линейки Komatsu экскаватор PS8000. Шахтеры намерены на этом месторождении добывать до 30 млн тонн угля в год. Чтобы обеспечить такой уровень добычи, понадобился самый тяжелый класс экскаваторов из линейки Komatsu. Выбор пал на японскую модель, поскольку уже более 30 лет она известна и хорошо себя показала в разрезах Южно-Якутского угольного бассейна. Для работы на новом месторождении компанией была привлечена техника Komatsu: два карьерных экскаватора Komatsu PC-8000 с ковшом объемом 36 куб. м, а также большегрузные самосвалы и другая техника.

Из зарубежных новинок следует отметить новый карьерный экскаватор Caterpillar, представленный в США. В модельной линейке американского производителя Caterpillar появился самый большой карьерный экскаватор – Cat 6120B H FS. Эксплуатационная масса карьерного экскаватора ультракласса с гидравлическим приводом Caterpillar 6120B H FS составляет 1270 тонн, мощность двигателя – около 4500 л.с., что позволяет экскаватору эффективно оперировать ковшом объемом от 46–65 куб. м в зависимости от плотности материала. Здесь использована гибридная схема. Система управления энергопотреблением использует большие конденсаторы для хранения энергии, выработанной экскаватором в результате замедления поворота и опускания ковша. Эта сохраненная энергия затем помогает обеспечить питание гидравлической системы при работе машины на пиковой мощности – например, на этапе выемки грунта. Гибридная технология, как и другие системы карьерного экскаватора, включает компоненты с большим сроком службы и конструкцию, упрощающую техническое обслуживание. Изолированные модульные системы карьерного экскаватора 6120B H FS обеспечивают простоту доступа и повышенное удобство технического обслуживания.

В угольных разрезах, где производственные мощности не достигают объемов добычи в несколько десятков миллионов тонн в год, обычно используются экскаваторы эксплуатационным весом от 100 до 300 тонн. В модельных линейках ведущих мировых производителей такая техника представлена довольно широко. По расчетам специалистов продажи техники данного класса в будущем покажут рост. Например, японская корпорация Hitachi в 2013 году рассчитывает продать 170 карьерных гидравлических экскаваторов эксплуатационной массой до 120 тонн и выше и еще 240 экскаваторов более тяжелого класса – 190–800 тонн.

В прошлом году на разрезе «Красногорский» в Кузбассе был запущен в работу 12-кубовый карьерный экскаватор Komatsu PС2000. Машина оборудована дизелем с турбонаддувом и прямым впрыском топлива. Мощность двигателя составляет 717,85 кВт. Экскаватор РС 2000-8 относится к классу 200-тонных машин. Примечательно, что ковш новой техники был усилен для работ со скальными и абразивными породами. Кроме того, возможно оснащение дополнительными инструментами для запуска автоматической системы пожаротушения и дизеля при низкой температуре.

Немного ранее аналогичную модель ввела в строй Сибирская угольная компания на разрезе «Тунгуйский». Экскаватор имеет ковш объемом 8 куб. м, вмещающий до 12 тонн породы. Дизельный двигатель мощностью 956 л.с. Топливный бак вмещает горючее, которого будет достаточно для непрерывной 24-часовой работы.

Метки статьи: карьерный экскаватор