Сделано в России
оборудование машиностроительного комплекса УК «УЗТМ-КАРТЭКС» для угольной промышленности
Россия является одним из мировых лидеров по производству и экспорту угля, она занимает шестое место по объемам угледобычи после Китая, США, Индии, Австралии и Индонезии (на долю России приходится около 5% мировой угледобычи) и третье место по экспорту угля после Индонезии и Австралии (на международном рынке на долю России приходится около 15%, а российские компании обеспечивают почти 40% всего прироста международной торговли углем).
В пределах Российской Федерации находятся 22 угольных бассейна и 129 отдельных месторождений. Угольная отрасль является одной из важнейших в России.
В России уголь потребляется практически на всей территории. Основные потребители угля на внутреннем рынке — это электростанции и коксохимические заводы. Из угледобывающих регионов самым крупным является Кузнецкий бассейн — здесь производится более половины (57%) всего добываемого угля в России и 75% углей коксующихся марок.
По отчетным данным угледобывающих компаний, за последние 15 лет в РФ наблюдается стабильный рост объемов добычи угля (диаграмма 1). В 2019 году он составил 441,4 миллиона тонн, в том числе открытым способом — 334,2 миллиона тонн, что является рекордным за всю историю России.
Крупнейшими поставщиками горного оборудования для угольной промышленности России и стран СНГ являются ПАО «Уралмашзавод» и ООО «ИЗ-КАРТЭКС имени П.Г. Коробкова».
С 2016 года «Уралмашзавод» и «ИЗ-КАРТЭКС» находятся под стратегическим управлением УК «УЗТМ-КАРТЭКС». Возможности объединенной компании позволяют полностью закрыть потребности российских предприятий горной промышленности, в том числе и угольной, в карьерных электрических экскаваторах с объемом ковша от 5 до 35 м3, как с канатным, так и реечным напором, а также в драглайнах, конусных и щековых дробилках, измельчительном и обжиговом оборудовании.
Первый экскаватор был изготовлен на «Уралмашзаводе» в 1936 году. С этого момента началась история экскаваторостроения в России. В 1957 году в целях возросшей потребности народного хозяйства в карьерных гусеничных экскаваторах вышло постановление Совета министров РСФСР об организации в «ИЗ-КАРТЭКС» (ранее Ижорский завод) производства экскаваторов ЭКГ-8, разработанных на «Уралмашзаводе». С 1964 года «ИЗ-КАРТЭКС» производит линейку карьерных экскаваторов собственного инжиниринга.
В настоящий момент предприятиями группы выпущено более 16 900 машин.
Номенклатурный ряд экскаваторов, выпускаемых группой УК «УЗТМ-КАРТЭКС» для горной промышленности представлен в таблицах 1-3.
Проектирование карьерных экскаваторов с канатным напором базируется на следующих принципах:
- обеспечение высокой эффективности эксплуатации и низкой стоимости владения оборудования для потребителей;
- оптимальное соответствие параметрам карьерного транспорта: погрузка за 3-5 циклов экскавации;
- высокая унификация и ремонтопригодность основных узлов и агрегатов.
Конструктивная концепция карьерных экскаваторов с канатным напором:
- канатный напор с рукоятью круглого сечения;
- различные варианты систем управления и электрических приводов постоянного и переменного тока;
- опорно-поворотное устройство увеличенного диаметра для равномерного распределения нагрузок на поворотную платформу;
- вариативность исполнения гусеничного хода: открытого и закрытого типов;
- автоматическое смазывание всех основных узлов трения;
- кабина повышенной комфортности, соответствующая всем современным санитарным и эргономическим требованиям;
- штатная информационно-диагностическая система.
- Конструктивная концепция карьерных экскаваторов с реечным напором:
- двухбалочная рукоять;
- реечный напор;
- комплектный привод переменного тока (ПЧ-АД).
Экскаваторы оснащены информационно-диагностической системой, системой автоматических защит, системой контроля и оптимизации рабочих параметров.
В 2019-2020 годах на рынок России и стран бывшего СССР было поставлено тринадцать новых машин ЭКГ-20 (ЭКГ-18М) (фото 1), из них 8 на угольные предприятия Кузбасского угольного бассейна и одна в Республику Казахстан компании ТОО «Богатырь Комир», на долю которого приходится 70 процентов от всего добываемого угля в Экибастузском угольном бассейне и 40 процентов от общего объема добычи угля в Республике Казахстан. Всего «Уралмашзавод» выпустил 43 экскаватора ЭКГ-20 (ЭКГ— 18).
Экскаваторы ЭКГ-20 производства «Уралмашзавода» достигают высоких показателей по производительности. Так, в декабре 2019 года на угольном разрезе ШУ «Майское» ХК «СДС-Уголь» по итогам 11 месяцев на экскаваторе ЭКГ-18 бригада машинистов отгрузила в автотранспорт более 7 миллионов кубометров горной массы. По статистике СДС-Уголь, это самый лучший показатель производительности на разрезах компании, превышающий результаты работы машин зарубежных компаний с емкостью ковша 21-27 кубометров.
«Уралмашзавод» завершил модернизацию флагманской модели — ЭКГ-20 (ЭКГ-18) поставки которой на рынок осуществляются с 2011 года. В обновленной модели — ЭКГ-18М — учтен восьмилетний опыт эксплуатации экскаваторов этого класса. Модернизации подвергся механизм открывания днища ковша, что позволило уменьшить цикл его разгрузки в автосамосвал, усовершенствованы конструктив и технологии изготовления «коромысла», стрелы и ходовой тележки. Изменения коснулись и конструктива кузова: повышены его герметичность, безопасность, созданы более комфортные условия для машиниста. Экскаватор оснащен современной информационно-диагностической системой, которая обеспечивает надежный контроль работы узлов и защиту экскаватора от эксплуатации в режимах перегрузки, системой сигнального освещения опасной зоны Red Kill Zone, повышающей безопасность горных работ в темное время суток, а система видеонаблюдение с двумя мониторами позволяет наблюдать одновременно за машинным отделением, рабочим оборудованием, кабельным барабаном и мертвыми зонами экскаватора. Защиту от возгораний обеспечивает автоматическая система пожаротушения. Модернизированный экскаватор введен в эксплуатацию 20 мая 2020 года на Бачатском угольном разрезе АО «УК «Кузбассразрезуголь» (предприятие сырьевого комплекса УГМК).
Успешно завершены испытания и введены в промышленную эксплуатацию на Краснобродском и Кедровском угольных разрезах (входит в УК «Кузбассразрезуголь», УГМК) два экскаватора ЭКГ-35 (фото 2) (диапазон вместимости ковшей — от 26 до 40 кубометров, масса в 1 200 тонн). Еще два экскаватора ЭКГ-35 (модернизированная модель ЭКГ-35К) находятся в процессе изготовления для УК «Кузбассразрезуголь» и ХК «СДС-Уголь».
«ИЗ-КАРТЭКС» возобновил работу с АО «Сибирский Антрацит». Группа «Сибантрацит» занимает первое место в мире по производству и экспорту высококачественного антрацита UHG, является крупнейшим в России производителем металлургических углей. В 2019 году были изготовлены и отгружены первые две машины ЭКГ-12К (фото 3) в адрес данного угольного разреза. Новые машины приобретены в рамках программы повышения производительности парка техники. Так, «Сибирский Антрацит» делает акцент на замене машин на более мощные и производительные. Экскаваторы ЭКГ-12К разработаны для замены ЭКГ-10 в парках горных предприятий. Начиная с 2009 года предприятием ООО «ИЗ-КАРТЭКС имени П.Г. Коробкова» выпущено 57 единиц ЭКГ-12К.
Карьерные гусеничные экскаваторы ЭКГ-12К на электрическом приводе оснащены ковшом большей емкости — 12 кубометров. По оценке специалистов АО «Сибирский Антрацит», это позволяет сократить удельные затраты при проведении вскрышных работ более чем в два раза по сравнению с гидравлическими машинами, использующимися на этом же разрезе.
Высота разгрузки ковша ЭКГ-12К составляет девять метров, что повышает скорость и удобство погрузки вскрыши в 220-тонные самосвалы БЕЛАЗ (их высота — более шести метров).
По показателям эксплуатационной месячной производительности экскаваторы ЭКГ-12К на разрезе «Колыванский» ПАО «Сибантрацит» позволяют эффективно выполнять планы по отгрузке горной массы. На разрезе «Колыванский» ПАО «Сибантрацит» среднемесячная производительность трех ЭКГ-12К за 9 месяцев 2020 года составила 350 тысяч кубометров при максимальной достигнутой 429,4 тысячи кубометров в месяц.
Работоспособность экскаваторов группы УК «УЗТМ-КАРТЭКС»: техническое обслуживание и ремонт, обеспечение запасными частями и расходными материалами в Сибирском федеральном округе осуществляет региональный сервисный центр ООО СЦ «УЗТМ-КАРТЭКС» (г. Кемерово).
В рамках непрерывной работы группы предприятий УК «УЗТМ КАРТЭКС» по расширению продуктовой линейки оборудования для горнодобывающей отрасли «ИЗ-КАРТЭКС» в рамках усиления позиций на рынке техники для бурения взрывных скважин планирует в 2021 году завершить производство дизель-гидравлического бурового станка МР-200 — принципиально новой для российского горного машиностроения модели.
По состоянию на апрель 2021 года завершена сборка и ведется наладка основных систем станка МР-200 (рис. 4). Во второй половине 2021 года «ИЗ-КАРТЭКС» планирует приступить к опытно-промышленным испытаниям, которые будут проходить на одном из угольных разрезов Кузбасса.
Буровой станок МР-200, оснащенный дизельным двигателем, предназначен для бурения взрывных скважин диаметром 170-250 миллиметров в породах с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова f=3÷14 при открытой разработке твердых ископаемых, в том числе угля.
Основные и вспомогательные механизмы станка полностью гидрофицированы. Благодаря специальным устройствам стопорения мачты станок способен выполнять наклонное бурение с максимальным углом 30°. А разработанная специалистами предприятия система управления в перспективе позволит вести мониторинг процесса бурения и дистанционное управление с обратной связью.
Особое внимании при проектировании МР-200 уделено рабочему месту оператора. Станок оборудован эргономичной кабиной с системами вентиляции, отопления (в том числе автономного) и фильтрации поступающего воздуха. Для оператора предусмотрена виброзащита кабины и рабочего места, а точно рассчитанное расположение элементов управления позволит специалисту быстро адаптироваться к рабочему месту.
«ИЗ-КАРТЭКС» производит самоходные станки шарошечного бурения с 1996 года. В настоящее время модельный ряд состоит из установок, оснащенных электроприводом (СБШ-270 и СБШ-270А).
УК «УЗТМ-КАРТЭКС» рассчитывает, что МР-200 способен составить конкуренцию зарубежным аналогам на угольных разрезах России. При его разработке учтены все требования заказчиков к этому виду оборудования, применены самые современные технологические решения.
При проектировании станка, его отдельных узлов и механизмов учтен опыт (в том числе отрицательный) эксплуатации и обслуживания дизель-гидравлических буровых станков иностранного производства.
Между тем потребность в буровых станках среди российских горнодобывающих компаний достаточно высокая. Так, по данным управления маркетинга УК «УЗТМ-КАРТЭКС», в 2018 году емкость рынка станков всех типов с диаметром бурения до 200 и до 250 миллиметров составила 87 единиц. Из них 57 машин — импортные станки. При этом дизель-гидравлические установки отечественного производства на рынке отсутствуют.
Предприятия группы «УЗТМ-КАРТЭКС» продолжают активную работу и развитие на угледобывающих предприятиях Индии.
ПАО «Уралмашзавод» и SRB Group (Индия) завершили масштабную модернизацию парка драглайнов — ЭШ 20.90 (фото 5), компании NCL (входит в Coal India Limited, Индия).
На угольных разрезах NCL работают пять драглайнов производства «Уралмашзавода» (четыре ЭШ 20.90 и один ЭШ 15.90А), средний срок эксплуатации которых составляет 30 лет. Модернизация экскаваторов NCL, которая проходила под авторским надзором специалистов «Уралмашзавода», длилась около пяти лет. Последнюю модернизацию прошел ЭШ 20.90 (носит имя божества Matang).
По итогам гарантийной эксплуатации ЭШ 20.90 (Bajrang, модернизация в 2018 году) средняя величина коэффициента технической готовности (КТГ), который считается одним из основных показателей работоспособности техники, составила 0,949 при плановом показателе 0,85.
Сотрудничество «Уралмашзавода» с Индией началось более 60 лет назад, и сейчас Индия — один из ключевых зарубежных партнеров уральского предприятия. В общей сложности в Индию было поставлено более 300 экскаваторов. «Уралмашзавод» в марте 2021 года заключил крупнейший для компании за последние 30 лет контракт с горнодобывающем концерном Индии – Coal India Ltd. В течение пяти лет «Уралмашзавод» поставит индийскому концерну пять шагающих экскаваторов увеличенной единичной мощности – ЭШ 24.95, произведет монтаж и запуск оборудования на площадке заказчика. Контракт также предусматривает поставку «Уралмашзаводом» ЗИП в течение 11 лет с момента ввода экскаваторов в эксплуатацию и сервисное сопровождение драглайнов.
В настоящее время на угольных разрезах в семи странах мира работает более 100 шагающих экскаваторов производства УЗТМ. Рекорд по срокам эксплуатации драглайнов «Уралмашзавода» принадлежит компании Enefit Kaevandused AS (Эстония), в ее парке действующих экскаваторов есть ЭШ 15.90, который работает на предприятии с августа 1966 года.
«ИЗ-КАРТЭКС» также продолжает сотрудничество с угольными разрезами Индии. Успешное выполнение контракта с компанией BCCL стало залогом развития конструктивного долгосрочного сотрудничества «ИЗ-КАРТЭКС» с индийскими компаниями. В настоящее время на угольных разрезах Coal India работают 10 экскаваторов ЭКГ-10 (фото 6), введенные в эксплуатацию в 2014-2017 годах. Важным условием такого сотрудничества с индийской стороной стали принятые обязательства по техническому обслуживанию экскаваторов в течение всего срока их службы, так называемый MARC контракт. Для обеспечения заказчиков из Индии необходимыми запасными частями и технического обслуживания машин группа УК «УЗТМ-КАРТЭКС» открыла в Индии собственный сервисный филиал и склад запасных частей.
Угольные разрезы Узбекистана также традиционно являются ключевыми заказчиками ИЗ-КАРТЭКС. Первый экскаватор, ЭКГ-4У, был поставлен ижорскими экскаваторостроителями на Ангренский угольный разрез комбината «Средазуголь» (в настоящее время АО «Узбекуголь») еще в 1970 году. В период с 2000 года «ИЗ-КАРТЭКС» поставил для предприятий Узбекистана 70 экскаваторов различных модификаций — ЭКГ-10, ЭКГ-15 и ЭКГ-20К, в том числе 20 единиц на угольный разрез АО «Узбекуголь».
Одним из направлений оборудования машиностроительного комплекса «УЗТМ-КАРТЭКС» для угольной промышленности являются шахтные подъемные машины. В 2018 году «Уралмашзавод» освоил производство шахтных подъемных машин: скиповых, клетьевых и проходческих. Первая скиповая ШПМ-5х8 успешно введена в эксплуатацию в 2019 году. ШПМ-5х8 — одна из самых крупных шахтных подъемных установок: диаметр ее канатоведущего шкива составляет 5 метров, а количество ручьев на шкиве — 8. Она предназначена для подъема скипов грузоподъемностью 50 тонн (максимальная концевая нагрузка — 100 тонн) с горизонта 1310 метров. ШПМ оснащена двумя двигателями мощностью 5,5 МВт каждый, гидравлической тормозной системой, системой автоматического управления и шахтно-стволовой сигнализацией.
В 2020 году введено в эксплуатацию еще две машины — клетьевая и проходческая. В производстве находится еще восемь шахтных подъемных машин для различных горных предприятий.
Основными преимуществами экскаваторов машиностроительного комплекса «УЗТМ-КАРТЭКС» являются их высокая надежность, низкие эксплуатационные затраты и низкая стоимость владения в течении всего срока службы.
Константин Журавлев,
Тарас Донченко, к.т.н.,
Даниил Шибанов, к.т.н.