Шагающий экскаватор для чего нужен
Куда шагает экскаватор
Добыча угля открытым способом невозможна без уникальных машин, которые называются шагающие экскаваторы — драглайны.
В прошлой части я описывал, как происходит дОбыча угля на разрезах в Амурской области, и обещал поподробнее рассказать о машинах, которые используются для вскрыши — то есть, выемки и переноса породы, скрывающей угольный пласт.
Итак, давайте знакомиться — это шагающий экскаватор-драглайн ЭШ 15/90A. ЭШ значит экскаватор шагающий, первая цифра в индексе модели — объем ковша в кубометрах, вторая цифра — длина стрелы в метрах. Вес машины составляет свыше 1500 тонн.
Драглайн в переводе означает «тянуша». Ковш тут подвешен сложно — на двух стальных канатах (тяговом и подъемном), при помощи блока и двух цепей. Подъем и спуск ковша осуществляется при помощи подъемного каната, тяговый канат подтягивает ковш к машине. Таким образом для зачерпывания грунта и его перегрузки необходимо точное управление натяжением канатов. Данный тип ковша называется обратная лопата и предназначен для выемки породы ниже уровня установки экскаватора.
Драглайны считаются самыми сложными в управлении экскаваторами. Одним лишь управлением ковшом дело не ограничивается, ведь машинист управляет и перемещением экскаватора по разрезу по мере вскрыши. Рычаги, педали – плюс отдельный пульт для управления шаганием.
Как шагают экскаваторы? Шагающее устройство состоит из двух опорных балок-лыж, которые связаны при помощи гидроцилиндров или эксцентриковых механизмов и рамы, на которую через опорно-поворотный механизм установлена поворотная платформа.
При шагании «лыжи» выдвигаются при помощи гидроцилиндров, упираясь в грунт и приподнимая корпус экскаватора, который в этом положении слегка наклоняется в сторону стрелы; опорная рама при этом под весом машины перемещается назад. После этого гидроцилиндры поднимают «лыжи», и машина снова стоит на платформе, но уже сместившись на один шаг в сторону, обратную расположению стрелы. За час ЭШ15/90 может переместиться примерно на 60 метров.
Все эти сложности необходимы для снижения удельного давления на грунт, так как техника очень и очень тяжелая. В режиме работы давление ЭШ15/90 на грунт не превышает 100 кПа, в режиме шагания — 150 кПа, то есть меньше, чем у гусеничных экскаваторов.
При этом ЭШ15/90 — не самый крупный драглайн. Самый большим в стране был монструозный ЭШ100/100, но сейчас ни одной такой машины не сохранилось. Но как вам ЭШ40/85?
У этой машины есть ряд конструктивных отличий от ЭШ15/90. Так, в корпусе есть мощная вентиляционная установка, обеспечивающая внутри избыточное давление, защищающее от попадания пыли; стрела имеет не вантовую конструкцию, а трехгранную жесткую.
Рядом с 40-кубовым ковшом драглайна Toyota Land Cruiser 100 выглядит игрушкой.
Работают драглайны на электричестве. Десяток мощных электродвигателей приводят в действие шагающий и поворотные механизмы, тяговые лебедки и так далее. Подъем — два двигателя по 680 кВт, поворот — два по 610 кВт, тяга — 2×680 кВт, ходовой механизм 2×260 кВт, сетевой двигатель — 2000 кВт. Потребление электроэнергии очень высокое, поэтому рядом с разрезом есть своя подстанция.
Прямо с подстанции к каждому экскаватору тянется толстый кабель с напряжением 6 000 Вольт.
На практике, на один кубометр вскрыши уходит 1 кВт энергии. Если представить, что за месяц один драглайн перемещает около 300 000 кубов породы, можно прикинуть, как много электричества уходит на этот процесс. Но даже несмотря на подобные энергозатраты, добыча угля остается рентабельным делом, обеспечивающим работой тысячи людей и приносящим прибыль угольной компании.
Внутри экскаватор напоминает машинное отделение какого-нибудь океанского лайнера.
Всюду расположены двигатели, лебедки, гидроприводы, шкафы с электрическим оборудованием.
Для ремонтных работ есть мостовой электрический кран.
По бокам экскаватора 15/90 — два одинаковые кабины. Управляет машиной экипаж из трех человек — машинист и два помощника. Как я уже говорил выше, кого попало за пульт такой машины не пустят.
Обучение занимает несколько лет. Сначала полгода теории, потом полгода практики, экзамен, разряд. После этого — работа помощником, чтобы узнать матчасть не только на бумаге, а непосредственно, пощупав ее руками и сделав это неоднократно.
Розлач Александр Петрович — машинист экскаватора с 37-ми летним стажем. Работает на разрезе Северо-Восточный Райчихинского буроугольного месторождения.
— Александр Петрович, сколько вы работаете на экскаваторах?
— Да сколько себя помню! Тридцать семь лет уже.
— Что же в вашей работе вам настолько нравится, что работаете здесь практически всю жизнь?
На лице Петровича — недоумение.
— На экскаваторе — интересно же! Я привык к этому железу. На разрезе я работал и механиком, и горным мастером. После техникума пошел, да и пошло… Тут есть то, что не отпускает.
— И что не отпускает?
— Во-первых, интересно работать. Добываешь уголь. Такие объемы ворочаешь, таким гигантом управляешь. Неинтересно, что ли? А? Вон она, махина, полторы тысячи тонн! Ты сидишь, рулишь на ней.
Срок службы карьерного экскаватора составляет не один десяток лет.
Впрочем, в такой работоспособности ЭШ есть свой секрет, помимо мастерства машиниста. Обслуживание и ремонт экскаваторов не отдают на сторону.
Для этой цели у «Русского Угля» есть собственный ремонтно-механический завод, на котором могут починить любую деталь, или даже самостоятельно изготовить новую.
Подробнее о РМЗ я расскажу в следующем посте, следите за обновлениями!
Если вам хоть раз удалось видеть, как добываются природные богатства, то вам, без сомнений, навсегда запомнился карьерный экскаватор, который выделяется на фоне остальной подобной техники своими габаритами и умением «шагать»! За последнюю особенность ему дали имя – «шагаю
Итак, разница между экскаватороами-драглайнами и обычными экскаваторами состоит в том, что у первых, вместо жёсткого крепления ковша к рукояти применяется гибкая цепная подвязка ковша к канатам. И там расчет сделан на то, чтобы машина именно черпала, а не копала.
В СССР, а после и в РФ принято обозначение для шагающих экскаваторов – ЭШ.
Было принято решение задействовать драглайны весом от 500 тонн и со стрелой от 60 метров для погрузки горной массы в карьерный транспорт ещё в самом начале пректирования и производства ЭШ. К примеру, при необходимости разработки обводненных горизонтов, где неустойчивое основание ограничивает возможности установки классических механических лопат и прокладка дороги для спецтранспорта нецелесообразна.
Однако, как оказалось впоследствии, классические шагающие экскаваторы эффективно не в состоянии справиться с подобными работами.
Поподробнее о том, как шагает шагающий экскаватор?
Устройство «шагания» ЭШ состоит из двух лыж, которые связаны посредством гидроцилиндры или эксцентрикового механизма, и круглой рамы снизу. На раме установлена поворотная платформа через опорно-поворотный механизм.
Своё шагание «гигант» осуществляет следующим способом. Чтобы ЭШ сделал первый «шаг», производится выдвижение лыж в необходимую сторону при помощи гидроцилиндров с последующим опусканием их на землю. Далее, посредством тех же гидроцилиндров, корпус машины поднимается вверх до максимума. В этот момент гидроцилиндры установлены вертикально, а конец опорной рамы тянется по земле со стороны стрелы. Корпус экскаватора, после того, как выбирает направление для движения, а потом медленно возвращается на опорную раму. Машина. таким образом, выполнив «шаг», должен либо сделать последующее движение, либо возвращаться к работе. При эксплуатации ЭШ его лыжи находятся в поднятом положении, и не создают лишних помех для поворотной платформы и вообще, для другой техники вокруг.
ЭШ-драглайны с конвейера сходят со стрелами 40, 60, 75, 90, 100 метров в высоту и ковшами ёмкостью 4, 6, 10, 14, 15, 25, 50 м3. Некоторые бренды производят технику со стрелами до 120 метров в высоту и ковшами для больших объёмов вскрышных работ, которые вмещают от 40 до 100 м3.
Классический ЭШ снабжается стрелой, упряжью ковша, устройствами подъёмных и тяговых тросов. Чтобы оторвать ковш от забоя и поднять над землёй, применяется подъёмный трос. На предельном рабочем радиусе происходит выгрузка. Масса из ковша, при этом падает на землю россыпью.
Самый большой шагающий экскаватор «Биг Маски». Фото
Самым тяжелым шагающим экскаватором в мире принято считать монстра, созданного в 60-х. Это ЭШ компании Бьюсайрус Эри (Bucyrus) Биг Маски 4250-W, который использовали на угольном разрезе, штат Огайо. Он усердно работал в течении около тридцати лет, и за всё свою трудовую жизнь переместил объём горной массы, которые, например, как минимум в два раза больше, чем объём земляных работ при постройке Панамского канала.
О шагающих экскаваторах отечественного производства
В наше время почти весь «род» экскаваторов-драглайнов РФ, Беларуси и остальных стан СНГ во многом состоит из «мастодонтов» еще советской эпохи. Эти «старички» по своей производительности, как отмечают специалисты, могут легко заткнуть за пояс аналогичный современный импортный аналог. В конструкции шагающих монстров с момента их проектирования никаких значительных изменений внесены не были, а советское качество выпущенной в то время техники позволяет периодически отодвигать их выход на заслуженный отдых.
Ну а в наше время производством новых шагающих экскаваторов занимаются Уралмаш и НКМЗ.
О технике Уралмаш. В этой фирме предлагают 13 типоразмеров ЭШ-драглайнов с ковшами объемом 11-100 м3 и стрелами длиной 75-130 м и шесть моделей. Они обладают пониженным удельным давлением на землю.
Конструктивные характеристики шагающих экскаваторов НКМЗ включают:
* в роли сменного навесного оборудования могут применяться ковши с модифицированными корпусными параметрами и геометрическими свойствами;
* в шарнирно-сочлененной конструкции применены стрелы из уголкового проката, благодаря чему можно легко проводить ремонт и техобслуживание ЭШ;
* главный силовой агрегат может разгоняться постепенно, и обладает авторегулированием возбуждения синхронного двигателя, что гарантирует выносливость работы карьерной сети;
* в месте оператора применяется современный пульт-кресло.
* в конструкции управления со статическими возбудителями применены компактные полупроводниковые устройства, которые снижают нагрузки, уменьшают энергопотребление техники и исключается сезонная перенастройка электропривода;
Когда наблюдаешь за тем, как работают эти исполины, то может показаться, что им не страшно ничего. Однако даже и у этих массивных, статных машин имеются своеобразные фобии. К примеру, повышенная скорость ветра, а точнее более 25 метров в секунду, может стать причиной остановки работы шагающего экскаватора. Но даже подобные «страхи» отнюдь не уменьшают те достоинства, которые в ряду прочих экскаваторов выделяют ЭШ.
Прошлое шагающих экскаваторов
В XXI веке создать нечто, что удивило бы людей, очень сложно: современная наука порой граничит с волшебством, и такая банальная вещь как первый шагающий экскаватор кажется чем-то вроде чугунного утюга — устаревшим и никому не интересным. Тем не менее, в Иркутской области находится весомое доказательство того, что прошлое шагающих экскаваторов было великим и вызывало гордость у всех советских граждан — колоссального размера экскаватор ЭШ 65/100, о котором рассказывается в программе Discovery Channel «Техногеника».
Предки советских гигантов
Полноценный шагающий экскаватор создали на Урале уже после Второй мировой войны, но его прапрадедушка, стопоходящая машина, которая работала по тому же принципу, появилась намного раньше — еще в конце XIX века. Модель шагающего механизма была создана русским механиком и математиком Пафнутием Чебышевым и произвела фурор на Всемирной выставке в Париже в 1878 году. Устройство, которое имитировало движение лошади при ходьбе, не особо привлекало российских «миллионщиков», зато вызвало интерес у французов — они даже попросили ученого оставить им чудо-машину, однако сам создатель предпочел вернуть изобретение на Родину, подарив просителям лишь гравюру с его изображением.
Увы, в тот момент ни профессор, ни его российские коллеги не стали думать над тем, как именно можно использовать механизм, у которого была масса преимуществ перед колесами или гусеницами. Технология уже тогда могла применяться в стесненном пространстве или на зыбком грунте, однако в России о ней забыли почти на век. Зато в Америке про чудо-устройство помнили — стопоходящая машина стала прообразом первого пешеходного механизма для драглайна, который в 1913 году изобрел Оскар Мартинсон. На тот момент инженер произвел настоящую революцию, хотя в его устройстве не было того, чем впоследствии прославились советские экскаваторы — гидравлического привода, значительно упрощавшего обслуживание машин.
Топ-топ, топает малыш
Несмотря на то, что первые эксперименты с шагающими экскаваторами проводились за рубежом, их родиной все равно считается Россия, поскольку именно советские конструкторы совершенствовали устройство машины, за счет чего можно было развивать ее мощность и размер. Строго говоря, отцом всех советских шагающих экскаваторов был один-единственный человек — конструктор Всесоюзной проектно-технической конторы экскаваторостроения Борис Иванович Сатовский, который мечтал создать подобную машину еще в 30-е годы, будучи студентом. Идея о новом механизме движения машины пришла к Сатовскому после того, как он увидел на улице человека с чемоданами, который, несмотря на разный вес и размер багажа, шел ровно и прямо. Задумавшись о том, как именно можно применить принцип работы разных мышц человеческого тела в железном гиганте, инженер придумал систему, которая и должна была заставить экскаватор ходить, при этом снизив его давление на грунт до минимума.
Дело в том, что машинам, которые весят более 1000 тонн, гусеницы и тем более колеса не подходят — давление не должно превышать 2 кг/см*2, иначе, согласно закону квадрата — куба, гигант постепенно уйдет под землю. Следовательно, машину нужно было поставить на огромную плиту, которая значительно снизила бы давление и при этом позволила стреле вращаться. По задумке Сатовского, перемещение экскаватора должно было осуществляться автономно (подъем корпуса машины, выталкивание опор, перемещение массы и так далее), но эта идея осталась бы нереализованной, если бы не другой конструктор «Уралмаша» — Тимофей Емельянович Исаев. Этот инженер, впоследствии получивший за свое изобретение Сталинскую премию, предложил гидравлический метод шагания вместо системы эксцентриков на массивном валу, которую вовсю применяли на Западе.
Мысль о том, что силу напора можно использовать для передвижения больших машин, появилась у Исаева в 1945 году — он увидел, как из неисправного гидранта бьет вода, и решил, что этот способ заставит «мышцы» экскаватора работать последовательно и на автопилоте. Сказано — сделано: уже в конце 40-х годов Сатовский и Исаев представили вниманию руководства и прессы первый в стране мощный шагающий экскаватор с гидравлическим приводом. Машину, на создание которой требовалось несколько лет, завершили за 8 месяцев, и уже в 1950 г. она начала работать на строительстве Волго-Донского канала. Длина стрелы экскаватора-первопроходца составляла всего 38 метров, а емкость ковша была чуть более 3 кубометров, но и после этого инженеров чуть ли не на руках носили — журналисты, коллеги, даже автор уральских сказов Павел Бажов восторгались экскаватором, называя его «Царь-машиной». Сам Борис Сатовский, однако, не разделял такого мнения — по подсчетам конструктора, при прочих равных стрелу экскаватора можно было сделать длиннее, а платформу — тоньше. Нужно ли говорить, что вскоре на «Уралмаше» создали отрасль тяжелого машиностроения, отвечавшей за производство шагающих экскаваторов со стрелами длиной 90-100 метров.
Расступитесь, экскаватор идет!
Первым экскаватором, вызвавшим у советских людей настоящую гордость, стал знаменитый гигант ЭШ 65/100, который до сих пор стоит в Тулунском угольном разрезе. Каждую деталь машины конструкторы продумывали до мелочей — например, инженер Хаим Винокурский, который проектировал стрелу, вдохновился балетом «Лебединое озеро» и сделал легкую, но прочную конструкцию из труб, скрепленных стальными канатами. Кроме того, шагающий Колосс был сделан из качественного дорогого сплава, а на вопрос о том, зачем делать лопату из золота, Сатовский оскорбленно отвечал, что если ему нельзя будет использовать такую сталь, то он не будет конструировать экскаваторы вообще. Разумеется, дело было не в прихоти разработчика — дешевые сплавы сделали бы и без того грузную машину еще тяжелее, к тому же при сниженных показателях она не смогла бы держать перепады температуры и работать одинаково хорошо при любых условиях.
Для постройки гиганта, который монтировали несколько лет, возвели шатер высотой в 10-этажный дом, куда бесперебойно подавали горячий воздух. Машину собирали параллельно с производством деталей — их доставляли в Иркутскую область со всех концов страны, и если посчитать вагоны с деталями экскаватора, то получится примерно 10 товарных поездов. Окончательно ЭШ 65/100 достроили в 1976 году, и с тех пор он перерабатывал по 10 млн тонн горной массы в год в течение 15 лет.
Почти сразу после создания этого экскаватора, Сатовский сделал проект ЭШ 100/100, который при одинаковой длине стрелы (100 метров) обладал увеличенным объемом ковша (100 кубометров против 65) и весил 10,5 тысяч тонн. Когда рекордный для СССР ЭШ 100/100, создававшийся для работ на Назаровском угольном разрезе, был собран, выяснилось, что рабочая площадь находится в нескольких километрах от места возведения. Поскольку разбирать, перевозить и заново строить экскаватор не было возможности, его решили прогулять до карьера — ради променада железной махины даже пришлось перекрывать Транссибирскую магистраль. Экскаватор пришел на работу вовремя — запас прочности в гидравлическую систему был вложен просто колоссальный. Гигантская машина, повидавшая мир, пробыла на разрезе 13 лет, за которые она переработала более 120 млн тонн породы, а после, когда объемы добываемого угля упали, была законсервирована и сдана в металлолом.
Памятник в степи
У экскаваторов, даже таких прославленных, как творения Сатовского, всегда незавидная судьба — они рождаются на забое и умирают там же, поскольку перегонять такой ходячий дом сложно, дорого и долго. В итоге гигантов либо разбирают на детали, либо оставляют на местности, как это произошло с ЭШ 65/100. Величественная машина высотой в 9-этажный дом, в ковше которой легко могли бы поместиться 4 автомобиля, все еще находится в рабочем состоянии, но в нынешних условиях, когда повсеместно используются усовершенствованные экскаваторы, куда меньшие по размеру и не требующие особенных деталей, пользоваться старым добрым ЭШ 65/100 просто невыгодно. Тем не менее, несмотря на упрощение и удешевление современной техники, ходячие гиганты, созданные на «Уралмаше», до сих пор считаются эталоном качества, и лучшее подтверждение тому — железный исполин, памятник чуду инженерной мысли, до сих пор стоящий в Тулунском разрезе и медленно разрушаемый временем. В 5 тысячах тонн этого экскаватора, который видно едва ли не за километр, все еще дремлет огромная сила, и, возможно, когда-нибудь про законсервированный здесь производственный участок угольного разреза вспомнят и воскресят историю, вновь запустив двигатель величественной машины.
Экскаватор, который страдал лишним весом
Однако не всем шагающим гигантам повезло доживать свой век в карьере — история самого известного экскаватора-ходуна закончилась несколько печальнее. Несмотря на то, что советские конструкторы стремились побить мировые рекорды по масштабу экскаваторной личности, американцев переплюнуть они так и не смогли: в 1969 году на угольном карьере в Огайо появился драглайн 4250-W, он же Big Muskie — самый большой в мире шагающий экскаватор. Все, что связано с этим заокеанским гигантом, до сих пор вызывает удивление: на сооружение экскаватора, который весил около 13 тысяч тонн, имел высоту почти 70 метров, обладал 149-метровой стрелой и ковшом объемом 168 кубометров, ушло 2 года, 25 млн долларов (что сейчас эквивалентно 163 млн) и сотни тысяч человеко-часов, а обслуживала его бригада из пяти человек.
Чтобы обеспечить работу экскаватора, к нему приставили специальную машину — она перевозила кабель под напряжением 13 800 вольт, от которого работали его главные приводы. Карьерный монстр потреблял массу электроэнергии (ее могло бы хватить на 27,5 тысяч домов), поэтому Central Ohio Coal Company пришлось договариваться с местными энергокомпаниями о том, чтобы они обеспечили необходимый запас мощности. Тем не менее, «Биг Маски» работал бесперебойно и особенно активно добывал уголь ночью, поскольку в темное время суток стоимость 1 киловатт/часа была значительно ниже.
Стоит отметить, что из-за своих рекордных характеристик «Биг Маски» мог передвигаться только очень медленно — после того, как на одном участке работа была завершена, экскаватор переползал на расстояние не больше полутора километров, преодолевая его едва ли не за 10 часов. Более того, машина была настолько тяжелой, что для ее передвижения сооружали специальную трассу, укрепленную толстыми деревянными балками (иначе экскаватор мог застрять по дороге, перевернуться или вообще намертво увязнуть в грунте). Однако эти танцы с бубном стоили того — за 22 года службы на угольном разрезе в Огайо, «Биг Маски» удалил около 460 млн кубометров вскрышных пород (для сравнения, при строительстве Беломорско-Балтийского земляных работ было всего на 21 млн. кубометров), вследствие чего на разрезе добыли более 20 млн тонн бурого угля.
Гигант прекратил свою работу в 1991 году, однако предпосылки для этого появились еще в конце 70-х, когда в «Закон о чистом воздухе» внесли поправки о косвенных последствиях угледобычи. С той поры железный гигант тяготил своих хозяев все больше — он требовал особых условий эксплуатации и слишком дорого обходился. Законсервированный «Биг Маски» простоял в карьере вплоть до 1999 года, когда Агентство по охране окружающей среды США потребовало убрать из карьеров всю технику. Тогда, понимая, что дальнейшее промедление повлечет за собой миллионные штрафы, Central Ohio Coal Company утилизировала экскаватор, выручив за его останки почти миллион долларов. Кстати, ковш механического Годзиллы можно увидеть и сейчас — он находится в музее горного дела Miners Memorial Park в Огайо, а вот карьера, где «Биг Маски» проводил раскопки, больше не существует — на его месте теперь располагается сафари-парк The Wilds.
Я шагаю по карьеру: про шагающие экскаваторы и драглайны
Даже любопытно, что в самом наименовании этого вида техники — шагающие экскаваторы — заключена семантика движения. Это при том, что «шагают» такие машины крайне медленно, и задействованы как раз на тех работах, где мобильность не требуется. Но как же было не отметить эту необыкновенную особенность железных гигантов, которые для передвижения по месторождению используют не колёсные пары и не гусеницы, а «ноги» — они же башмаки, они же лыжи.
Сегодня мы оставим за скобками «шагари» роторные и сосредоточимся на их братьях-драглайнах, за особенности конструкции прозванных в народе «тянушами». Даже удивительно, что эти огромные машины, чья сфера использования довольно специфична, а число производителей очень невелико, заняли столь важное место угледобыче и шире — добыче ТПИ в целом.
Драглайны, объясняют владельцы таких машин, используются там, где необходимо работать с большими объёмами породы, при этом находясь примерно на одном месте. Например, на Краснобродском угольном разрезе такая техника задействована в бестранспортной технологии вскрышных работ, и это, можно сказать, традиционная задача для драглайнов. Впрочем, на Баженовском месторождении «Ураласбеста» «шагари» формируют отвалы — тоже вариант работы «по профилю».
А вот собственно шагать драглайны не любят. Скажем, несколько лет назад золотодобывающей артели «Южно-Заозёрский прииск» на Урале понадобилось перевезти такую технику с одного прииска, который к тому моменту уже выработали, на другой, что находился в 3,5 км. Встал вопрос: разбирать экскаватор или отправить своим ходом? Если разбирать и собирать заново, понадобится несколько месяцев, поэтому решили, что махина весом в 700 тонн всё-таки дошагает сама.
К делу подключили НИИ, который разработал схему перехода, для чего потребовалось вырубить часть леса. Так вот, шёл экскаватор около месяца. Через проезжую часть его «переводили» несколько часов, так что проезжающие мимо водители имели возможность снять интересное, хотя и не слишком динамичное кино.
«Драглайны предназначены для производства земляных работ по вскрытию полей полезных ископаемых. Они выполняют большой объём земляных работ с минимальным количеством перемещений с места на место. Это достигается за счёт больших линейных размеров экскаваторов, а именно за счёт большой длины стрелы, позволяющей при копании забрасывать ковш на значительные расстояния.
Также основным достоинством шагающих драглайнов является конструктивная возможность обеспечить низкие удельные давления на грунт за счёт большой опорной площади. Это даёт возможность применять драглайны для работы на очень слабых грунтах, на которых машины «не тонут».
Драглайны за счёт своей конструктивной особенности закрепления ковша, который подвешен на канатах и с их помощью перемещается в пространстве, может, в отличие от других экскаваторов, применяться для копания грунта из-под воды», — рассказал генеральный директор ЧАО «Новокраматорский машиностроительный завод» Игорь Протыняк, обозначив ключевые особенности и преимущества этого вида техники. А заодно напомнил, с чего, собственно, эта история началась.
А кто был первым?
Хотя с истоками как раз не так всё просто. Начнём с версии самой распространённой: первый советский драглайн был выпускником «Уралмашзавода».
«В 1948 году началась одна из великих советских строек — прокладка канала Волга — Дон. Для неё требовались более мощные землеройные машины для перемещения сотен миллионов тонн грунта. Именно тогда встал вопрос о создании драглайнов — шагающих экскаваторов. Сначала рассматривали вопрос о том, чтобы доверить проектирование и производство таких машин Новокрамоторскому машиностроительному заводу, но уралмашевцы настояли, чтобы проект отдали именно им.
Всего Минтяжмаш СССР отводил на всё производство (от разработки до изготовления) первого драглайна 8 месяцев, хотя реальный срок, который требовался на создание экскаватора — 3 года. Драглайн ЭШ 14.65 (14 — это объём ковша в «кубах», а 65 м — длина стрелы) был готов точно в срок. Он отработал 30 лет», — рассказали в пресс-службе «Уралмашзавода».
Ту же историю поведал нам научный сотрудник музея «Уралмашзавода», хранитель его истории и автор целого цикла профильных статей Сергей Агеев, когда мы оказались у него в гостях. Эту же версию отстаивает Лев Сонин в своей книге «За тяжёлое машиностроение». Причём приводит цитаты и подробности этих разработок: и споры, и сложности, и доделки-переделки, которые пережили разработчики за эти восемь месяцев.
При этом на сайте Новокраматорского машиностроительного завода читаем: «В 1948 году на НКМЗ было организовано производство отечественного шагающего экскаватора-драглайна ЭШ-1». То есть, отодвигаемся от уралмашевской истории на год назад. Был ли это тот самый проект, который впоследствии завершили екатеринбуржцы?
Но и это ещё не всё. На официальном сайте «Копейского машиностроительного завода» можно обнаружить информацию о том, что в 1948 году «на заводе собран первый в Советском Союзе шагающий экскаватор ЭШ-1».
Наверное, 70 лет спустя уже и не важно, кто стал здесь пионером. Копейский машзавод ушёл в производство несколько иной добывающей техники, а вот краматорский и екатеринбургский заводы работы продолжили — и «шагают» до сих пор.
Сегодня именно эти производители являются лидерами данного рынка в странах СНГ. По примерным оценкам, суммарно они занимают около 80%.
«Так сложилось исторически. Ещё со времён СССР было только два завода по производству средних и крупных шагающих драглайнов: НКМЗ и УЗТМ, соответственно. И этими драглайнами в избыточном количестве был насыщен бывший рынок СССР.
За десятилетия эксплуатации этих драглайнов у предприятий накопился огромный опыт, имеются ремонтные базы для этих машин с большим ремонтным фондом, десятки поколений эксплуатирующего и обслуживающего персонала выросло на этой технике и отлично её знают, и она хорошо себя зарекомендовала.
Поэтому постсоветский заказчик не хочет проводить эксперименты на своих карьерных полях, а хочет получить проверенную машину, понятную в эксплуатации и обслуживании, гарантированно обеспечивающую выполнение поставленных задач», — комментирует ситуацию Игорь Протыняк.
Ещё повоюют
Примечателен и другой факт. На современных карьерах и разрезах действительно и сегодня работают машины «Уралмаша» или НКМЗ — в целом Игорь Стефанович объяснил, почему. Но удивительно то, что в ходу ещё те самые машины, которые предприятия купили у этих заводов во времена СССР. Так, упомянутый драглайн, переходящий дорогу на Урале, — это машина НКМЗ.
На карьере «Ураласбеста» работает их же техника. Машинам уже лет по 40-50. А рекорд по срокам эксплуатации драглайнов «Уралмашзавода» принадлежит эстонской компании Enefit Kaevandused AS: в её парке действующих экскаваторов есть ЭШ 15.90, который работает на предприятии с августа 1966 года.
«Да, машины немолоды», — говорят инженеры Краснобродского разреза «Кузбассразрезугля», кивая на свои «шагари» родом из Краматорска. Но при этом настаивают: экскаваторы ещё походят. Запас прочности огромный, все элементы поддаются ремонту. Плюс к тому, та самая относительная неподвижность машин, с которой мы начали, тут тоже на пользу — меньше износ.
Долгую жизнь машин здесь объясняют ещё и тем, что советское производство в принципе жило по несколько иным законам, чем современное: не закладывали в машину, так скажем, «дату смерти», потому как не было задачи отправить покупателя за новой. Потому и ресурс предполагали двойной и тройной.
Примерно также отзываются о «старичках» и другие владельцы таких машин. «Ураласбест» провёл плановый ремонт одного из четырёх своих экскаваторов в прошлом году. Восстановили необходимый диаметр и форму стакана экскаватора, произвели замену втулки. Попутно отремонтировали стрелу и поворотную платформу, провели ревизию электрооборудования. И всё, снова в бой.
«Это опять же наследие СССР. Деньги никто не считал, и эти машины выпускались с заведомо заложенным большим коэффициентом запаса прочности, из расчёта на не менее 20 лет непрерывной работы экскаваторов. А так как в силу особенностей их эксплуатации они работают не постоянно, с иногда довольно длительными перерывами, то и срок их «жизни» значительно превышает расчётный срок эксплуатации. Кроме этого машины НКМЗ легко обслуживать и несложно ремонтировать, что дополнительно даёт возможность продлевать срок их активной жизни», — соглашается и добавляет Игорь Протыняк.
Евгений Спицын говорит, что и сегодня, создавая драглайны, завод ориентирует их на большой срок службы. Даже ещё больший, чем прежде: уже не 22,5 года, а 25 лет. Потому что техника непростая, дорогая — на уральском заводе шутят, что «шагающий экскаватор приобретают один раз и на всю жизнь». Так что и после 20-летнего срока службы машины часто не списывают, а модернизируют. Скажем, индийская NCL именно так и поступила с пятью своими драглайнами, приобретёнными у УЗТМ: при участии специалистов завода-производителя они прошли обновление, а до этого отработали в среднем по 30 лет.
Но всё же. Да, «старики» всё ещё идут в бой, но уж явно не одни. Объёмы добычи растут, машзаводы работают, техника совершенствуется — появляются новые драглайны, уже XXI века.
Что новенького
«Расчётный срок службы драглайнов НКМЗ — 20 лет. За это время машины устают не только физически, но устаревают и морально. Даже с точки зрения соответствия современному видению эргономики, современному направлению развития данной техники по системам управления, по возможностям диагностики и компьютеризации, драглайны должны постоянно обновляться», — отмечает Игорь Протыняк.
При этом производители признают, что по механической части экскаваторы-драглайны — это консервативная техника, так что революционных изменений ожидать не стоит.
«Сегмент драглайнов развивается также, как и другие направления экскаваторостроения. В 1960-х годах, например, вантовая стрела была заменена на жёсткую трёхгранную (первый такой экскаватор был смонтирован в 1976 году). Сейчас мы переводим экскаваторы на приводы переменного тока, которые в отличие от приводов постоянного тока потребляют меньше электроэнергии, и меньше времени требуется на их обслуживание.
Также современные модели шагающих экскаваторов обеспечивают инновационными системами пожаротушения, автоматической смазки, управления и т. д.», — рассказал об эволюции уральских драглайнов начальник конструкторского отдела шагающих экскаваторов «Уралмашзавода» Евгений Спицын.
Добавим к этому ещё один, так скажем, тренд. Всё активнее идёт освоение северных месторождений, поэтому в линейке производителей спецтехники появляются машины, предназначенные для работы в этих условиях. Драглайны не отстают: скажем, два года назад такой вот шагающий экскаватор УЗТМ в северном исполнении отправился на Эльгинское угольное месторождение в Якутию.
«Мы уделяем внимание удобству оператора, поэтому оснащаем шагающие экскаваторы эргономичными кабинами, системой автоматической смазки. На экскаваторе так же применена современная система контроля и диагностики работы машины с визуализацией всех необходимых данных на мониторе в кабине машиниста. Указанная система не только помогает управлять рабочими процессами, но и позволяет свести к минимуму «человеческий фактор», полностью автоматизируя контроль и диагностику оборудования, а также обеспечивает мгновенное выявление и учёт неисправностей или отклонений в работе машины.
Многофункциональный дисплей имеет несколько режимов: рабочее состояние машины, сообщения об ошибках и неисправностях, отображение с камер видеонаблюдения, учёт и контроль», — добавляет Игорь Протыняк, рассказывая об усовершенствованиях, предложенных Новокраматорским заводом.
То есть, действительно, развитие этого вида спецтехники идёт в том же направлении, что и любых других современных машин, — автоматизация, создание более комфортных для оператора условий работы и прочее.
Размер имеет значение?
Есть в добывающей отрасли и ещё одна интересная тенденция. Предприятия стремятся наращивать объёмы добычи и переработки, что напрямую отражается на производителях оборудования. Есть запрос на более мощные самосвалы — и вот БЕЛАЗ уже добрался до 450 тонн. Требуется и наращивать мощности экскаваторов — всех существующих типов. Драглайнов это тоже касается, и несколько лет назад с конвейера «Уралмаша» сошёл ЭШ-100.125. Но при этом нельзя сказать, что эволюция «шагарей» — это увеличение габаритов, тут всё не так просто.
«Для использования шагающих драглайнов большей единичной мощности необходимо значительно расширять заходку — рабочее место экскаватора, что часто бывает проблематично. К тому же при создании технологии разработки для карьерной техники закладывается определённый объём работ», — поясняет Евгений Спицын.
На самом деле, в этом смысле рывок был сделан ещё в прошлом: всё тот же «Уралмашзавод» поставил ЭШ-100.100 на Назаровский разрез в Красноярский край — дело было ещё в 1977 году. Через шесть лет машину решено было перегнать на Чулымский добывающий участок, и драглайну пришлось прошагать 11,5 км — уже понятно, что процесс этот проходил примерно как военная операция.
Вплоть до того, что пришлось разбирать часть железнодорожной магистрали Ачинск — Абакан, весьма, кстати, загруженной. Но ничего: драглайн всё-таки дошёл и проработал на новом месте до начала 1990-х. А вот дальше всё было печально: машину сначала законсервировали, потом и вовсе забросили, и, как говорят представители «Уралмашзавода», просто растащили по частям.
Так что гигантский экскаватор прожил совсем не такую долгую жизнь, как его «меньшие братья». Сергей Агеев говорит, что дело тут не только в «разрухе» 1990-х, а в том, что у такой махины всё-таки весьма ограниченная сфера применения.
«Тут можно говорить об избыточной мощности. Получается, что таким огромным ковшом экскаватор очень быстро выполняет вскрышные работы. А дальше-то что с ним делать? Разбирать и в другой регион везти? Так его на Назаровском разрезе пять лет собирали, а ехал экскаватор в 20 железнодорожных составах. С американским крупнейшим драглайном ведь почти так же получилось», — рассуждает Сергей Степанович.
И всё-таки «американец» прожил жизнь более славную. Титул самого большого драглайна в мире носит экскаватор 250-W Bucyrus International. Он получил имя Big Muskie, то есть «Здоровяк», и имел 168-кубовый ковш. Проработал Big Muskie целых три десятилетия — вдвое против нашего. И переместил «Здоровяк» невероятный объём — 465 млн м3 вскрыши. Но потом всё же был демонтирован, потому что найти такому железному коню работу не так просто. Разница разве что в том, что американский ковш-рекордсмен отправился в музей, а наш по частям свезли в металлолом особо предприимчивые ребята.
Вот и получается, что огромные драглайны — это всё-таки не столько тренд, сколько штучный товар, востребованный на весьма ограниченном числе объектов. А самой ходовой, базовой моделью производители называют драглайн с 20-кубовым ковшом и 90-метровой стрелой, которая известна ещё с 1980-х. Хотя, конечно же, в линейках и российского, и украинского машзаводов сегодня присутствуют разнообразные варианты: и «классика», и новые модели.
Текст: Анна Кучумова
Фото: Евгений Ошкин