Одной из насущных проблем для развития отечественной горнодобывающей промышленности, в которой доминируют открытые горные работы, является расширение продуктовой линейки транспортных средств, горного и горно-транспортного карьерного оборудования, повышение их производительности, качества и надёжности.

Особо актуально сейчас строительство в России заводов по производству карьерных автосамосвалов. Единственный такой завод на постсоветском пространстве – БелАЗ в г. Жодино (Белоруссия) – ставит нашу страну в весьма зависимое от зарубежных производителей положение. Поэтому речь идёт о строительстве не одного, а нескольких заводов, которые должны работать в условиях конкуренции. Возможно, крупным отечественным заводам горного машиностроения стоит оценить перспективу организации выпуска отечественных карьерных автосамосвалов с использованием уже имеющихся производственных мощностей.

Кроме того, назрела необходимость создания крупных отечественных машиностроительных корпораций, объединяющих в рамках одной компании производство всего комплекта карьерного оборудования (широкие линейки буровых станков, экскаваторов и автосамосвалов). За рубежом такая тенденция четко прослеживается в течение последних 10-15 лет. В России только ООО "ИЗ-КАРТЭКС" (Ижорский завод) наряду с разработкой нового поколения карьерных экскаваторов пытается наладить производство шарошечных буровых станков. По моему мнению, Концерну "Тракторные заводы", который уже является фуллайнером по некоторым видам промышленной техники, вполне по плечу наладить такое производство.

Буровое оборудование

Для повышения объёмов производства и эффективности открытых горных работ необходимо постоянное техническое перевооружение карьеров. При этом требуется не только создание новых образцов горных и транспортных машин, но и улучшение степени использования бурового, выемочно-погрузочного и транспортного оборудования. Сравнительный анализ показателя эффективности эксплуатации горного оборудования на железорудных карьерах стран СНГ показывает, что отечественная продукция пока уступает импортной. Так, на ОАО "Качканарский ГОК " применяются четыре типа станков: российские СБШ-250МНА (и их модификации) производства УГ МК-Рудгормаш и СБШ-270ИЗ (ООО "ИЗ-КАРТЭКС"), а также американские D75KS (Sandvik Tamrock-Driltech) и SKS (Terex – Reedrill).

По показателям годовой производительности последние два имеют явное преимущество перед СБШ-250МНА и СБШ-270ИЗ . Преимущество достигается благодаря дизельному приводу, обеспечивающему мобильность, и полной автоматизации вспомогательных операций бурения (наращивание става, замена долота, горизонтирование станка и проч.), что снижает время на бурение и переезд от скважины к скважине и между забоями. Приводы всех механизмов SKS и D75KS гидрофицированы, что позволяет оптимизировать параметры бурения. Но, как говорится, есть и плюсы, и минусы. Так, в структуре себестоимости погонного метра бурения зарубежных станков расходы на дизельное топливо составляют 29-35%. Если сравнить затраты на бурение 1 п. м. скважины каждым из станков, то, приняв за 100% себестоимость СБШ-270ИЗ , у СБШ-50МНА они составляют 110-140%, у SKS – 160-220%, а у D75KS – 200%. Следует учесть также, что зарубежные станки – новые, и пока затраты на их ремонт незначительны, но будут расти с каждым годом эксплуатации.

Основные пути развития буровой техники российского производства это: гидрофикация приводов основных механизмов; автоматизация основных и вспомогательных операций бурения и оптимизация параметров бурения; для предприятий Северо-Западного и Сибирского регионов, Казахстана (породы средних категорий буримости) – комплектация по требованию заказчика дизельным приводом; для предприятий Центрального региона, Украины (породы высоких категорий буримости) – комплектация современным электроприводом.

Выемочно-погрузочное оборудование

Анализ показывает, что за последние пять лет при добыче железных руд расширилось применение гидравлических экскаваторов зарубежного производства. Такой выбор связан не только с их технологическими преимуществами (мобильность, возможность селективной выемки и нижнего черпания и проч.), но и с тем, что российские производители не имеют в своём активе карьерных мехлопат с вместимостью ковша более 15 м3 с опытом эксплуатации на железорудных предприятиях.

Основу отечественных экскаваторных парков составляют машины производства ООО "ИЗ-КАРТЭКС" ЭКГ -8И, ЭКГ -10 и их модификации. Сегодня стратегия развития ООО "ИЗ-КАРТЭКС" предусматривает переход на выпуск экскаваторов нового поколения ЭКГ -12К, ЭКГ -20, ЭКГ -30. Эффект от их применения достигается не только за счёт ковшей большей вместимости. Нормативный срок эксплуатации машин увеличен, ресурс работы основных механизмов повышен, срок службы металлоконструкций поворотной платформы и рабочего оборудования равен сроку эксплуатации машины, что обеспечивается применением современных высокопрочных сталей, прогрессивных конструкторских решений и методов расчёта, позволяющих оптимизировать конструкцию уже на стадии компьютерной разработки.

ЭКГ -12К уже в ближайшее время должен заменить морально и физически устаревшие машины. Эффективность его применения – повышение наработки и снижение себестоимости добычи.

Автомобильный транспорт карьеров

Сегодня около 75% парка технологических самосвалов железорудных предприятий имеют грузоподъёмность более 120 т. Для эффективной работы автосамосвала его загрузка должна выполняться экскаватором в 3-5 ковшей. Забои железорудных карьеров имеют IV-V категории экскавируемости горной массы. Для основной доли парка автосамосвалов грузоподъёмностью 120-136 т, применяемых на добыче железной руды, наиболее эффективным будет экскаватор с ковшом 18 м3. Он выполняет погрузку в 3-4 ковша.

Большинство экскаваторов (вместимость ковша среднесписочного экскаватора меньше 10 м3) не соответствует грузоподъёмности применяемых самосвалов. Повысить производительность самосвалов и эффективность их применения возможно переходом на эксплуатацию экскаваторов с более высокой вместимостью ковшей. Применение на мощных карьерах в перспективе автосамосвалов высокой грузоподъёмности (320-360 т) обусловливает необходимость создания отечественного экскаватора с вместимостью ковша порядка 50 м3.

Бульдозеры

Они, в основном, выполняют вспомогательную роль в карьерах: проводят вскрышные работы, перемещают горные породы, также их применяют при проведении рекультивации. До недавнего времени в парке бульдозеров горнодобывающих предприятий преобладали импортные машины.

Однако за последние годы благодаря появлению мощных модифицированных бульдозеров ЧЕТРА Т35, и особенно новой машины ЧЕТРА Т40, ситуация стала меняться. Опыт Концерна "Тракторные заводы" показывает, что отечественные машиностроительные компании вполне могут выпускать современную технику для применения в горнодобывающей промышленности. Ее конкурентоспособность еще больше повысится, если отечественным машиностроителям удастся решить проблему дистанционного управления карьерным оборудованием и транспортными средствами. В настоящее время в соответствии с требованиями Единых правил безопасности дистанционно управляются только буровые станки при их наезде на первый ряд скважин взрывного блока. На наш взгляд, так же должны управляться и экскаваторы, бульдозеры и другое оборудование, работающие в опасных зонах под сдвоенными или строенными уступами, где возможны как их локальные деформации, так и падение отдельных камней с откосов. Первые шаги, правда, пока очень робкие, в этом направлении уже сделаны. Так, в Концерне "Тракторные заводы", насколько нам известно, серьезно занимаются реализацией проекта "Умный трактор". Почему бы этот проект не расширить и не попытаться создать роботизированный бульдозер ЧЕТРА для применения в опасных зонах при работах в карьерах?

Конвейерный транспорт карьеров

В последнее время наблюдается явный рост интереса производственников к применению конвейерного транспорта скальных горных пород. Системы циклично-поточной технологии, как показывает практика, на участках применения конвейеров позволяют в два-три раза снизить себестоимость транспортирования горной массы. Особенно перспективным является использование крутонаклонных конвейеров, которые за счёт расположения их по нормали к борту позволяют поднимать руду и породу по кратчайшему расстоянию, не занимая значительных площадей на бортах карьера и не создавая препятствий для нормальной его эксплуатации. Они могут в короткие сроки наращиваться по мере роста глубины карьера. В качестве примера можно привести карьер Мурунтау в Узбекистане, где получены обнадёживающие результаты испытаний крутонаклонного конвейера с прижимной лентой, рассчитанного на подъём руды на высоту 270 м.

Современный этап развития открытых горных работ характеризуется осознанием необходимости разработки методов научного обоснования, проектирования и эксплуатации мощных горных предприятий, в том числе высокопроизводительных глубоких карьеров, являющихся предприятиями нового поколения. В качестве примера можно привести карьер рудника "Железный" ОАО "Ковдорский ГОК ", по которому автор проводит различные исследования в течение более 30 лет. Его уникальность в том, что вся руда и почти весь объём скальных вскрышных пород вывозятся с помощью конвейерного транспорта. Для дробления руды был построен стационарный дробильно-перегрузочный пункт с размещением конвейера в закрытой железобетонной галерее. Вскрышной комплекс циклично-поточной технологии является передвижным и построен уже в открытом исполнении, причём успешно функционирует в условиях Арктики с 1999 г. Кроме того, это также единственный карьер в России, на котором работает сейсмостанция для геомеханического контроля состояния вмещающего массива горных пород. При этом планируется расширение зоны охвата наблюдаемого массива горных пород (вводится вторая очередь сейсмостанции). Почти три четверти проектных бортов карьера формируется под углом 60° за счёт применения на предельном контуре уступов высотой 24 и 30 м с вертикальными откосами. Для контроля их устойчивости и развиваются системы мониторинга уступов и бортов карьера.

Перспективная глубина карьера рудника "Железный", борта которого формируются преимущественно уступами с вертикальными откосами, превышает 850 м, что позволит ему в перспективе стать одним из наиболее глубоких в мире.

Резюмируя всё вышесказанное, можно утверждать, что необходимы разработка, финансирование и выполнение федеральных научно-исследовательских программ в области техники и технологии горных работ, реализация которых обеспечит защиту государственных интересов России. Выполнение подобных целевых программ позволит отечественному горному оборудованию, а следовательно, и технологиям горных работ находиться на необходимом передовом уровне. Кроме того, их реализация даст мощный импульс для развития отечественного машиностроения.