Если бы пятьдесят лет назад кто-то сказал о добыче угля открытым способом в условиях Крайнего Севера, на него, скорее всего, посмотрели бы как на сумасшедшего. Да и сейчас в мире есть только одно предприятие, где данные работы ведутся с 2000 года, причем успешно. Это подразделение АО «Воркутагоуль» угольный разрез «Юньягинский», находящийся на территории Печорского угольного бассейна. О том, в чем заключаются главные сложности в освоении, какие требования выдвигаются к используемой технике и какие модели показали себя наилучшим образом, – в нашем материале.
Угольное богатство Республики Коми
Печорский угольный бассейн находится на втором месте в России по запасам и является масштабной, обеспечивающей длительную перспективу, сырьевой базой для развития коксохимии, энергетики, в перспективе – добыче метана. Он занимает площадь в 90 тыс. кв. км и включает в себя порядка тридцати месторождений, расположенных на территории северной части Республики Коми и Ненецкого автономного округа, в том числе и за пределами Полярного круга. Состав углей Печорского угольного бассейна разнообразен: это бурые угли, антрациты и полуантрациты, тощие угли.
На данный момент основная часть запасов угля бассейна сосредоточена на Интинском (энергетические угли), Воркутинском (коксующиеся и энергетические угли), Воргашорском и Юньягинском (коксующиеся угли) месторождениях.
Наибольший интерес представляет Юньягинское месторождение. В чем же его уникальность? Для формирования максимально полной, достоверной картины мы обратились непосредственно к руководству разреза.
– Полвека назад, наверное, никто и не задумывался о возможности отработки угольных месторождений карьерами в условиях Крайнего Севера, – рассказывает исполняющий обязанности директора угольного разреза «Юньягинский» АО «Воркутауголь» Вайдас Вишняускас. – В те годы угледобыча в Воркуте велась подземным способом. Шахта «Юнь-Яга», отрабатывавшая одноименное месторождение, за нерентабельностью закрылась в 1996 году, не отработав все имеющиеся запасы. Тогда как раз в разгаре была кампания по реструктуризации угольной отрасли страны.
В конце 90-х встал вопрос доработки довольно больших запасов месторождения открытым способом. На Юньягинском были участки с низким коэффициентом вскрыши и даже такие, где пласты угля в некоторых местах выходили на поверхность. Конечно, закрадывалась мысль, а получится ли? Вызовов было очень много: вечная мерзлота, температура до -50 градусов, при которой техника не выдерживала и попросту выходила из строя. Но у нас получилось, и сейчас разрез «Юньягинский» –перспективное предприятие с хорошим потенциалом. Так, по поставленным балансовым запасам угля работы планируются до 2021 года, также в планах в следующем году начать отработку нового участка месторождения, отличающегося хорошей геологией и углами залегания пластов.
Доля Юньягинского месторождения в общем объеме запасов Печорского угольного бассейна невелика. Общие запасы, оставшиеся в Юньягинской мульде после закрытия шахты «Юнь-Яга», не превышают 15 млн тонн, в том числе для открытого способа – не более 4 млн тонн. Это всего 0,5 % запасов, находящихся на балансе «Воркутауголь», – продолжает Вайдас Вишняускас. – Отличительная особенность Юньягинского месторождения заключается в том, что оно представляет собой локальную мульду (чашу) сравнительно небольших размеров (5 на 8 км), максимальная глубина залегания пластов – до 300 метров, минимальная – 5 метров, что дает возможность отработки верхней части месторождения открытым способом. Запасы наши представлены почти исключительно углями марки «К». Она довольно редко встречается – можно сказать, дефицитная, – и ее очень ценят металлурги.
Рис. 1. Объемы добычи угля на разрезе «Юньягинский» за последние пять лет
|
Годы |
2012 |
2013 |
2014 |
2015 |
2016 |
2017 (ожидаемо) |
|
Добыча (тыс. тонн) |
620 |
700 |
766 |
760 |
686 |
740 |
Суровый край
Север проверяет на стойкость не только людей, но и технику. На разрезе «Юньгинский» разработка ведется в сложных условиях вечной мерзлоты, нарушенности залегания пластов, опасности горных ударов, взрывов газа и пыли. Уголь находится в свите маломощных пластов, наклонного и реже крутого падения, сближенные пласты располагаются вдоль выходов под четвертичными отложениями на участках горных работ протяженностью свыше 12 км. Эти условия определяют не только высокую себестоимость добычи и переработки сырья, но и особые требования к оборудованию и машинам.
По результатам проведенного в 2006 году технико-экономического обоснования (ТЭО) постоянных кондиций, на Юньягинском месторождении были выделены четыре эксплуатационных участка с однородными горно-геологическими условиями отработки пластов. Технология добычи угля здесь основана на раздельной, селективной выемке пластов с применением бульдозеров-рыхлителей. Отработка уступов проводится сплошной, экскаваторной выемкой составных частей массива, с применением гидравлических экскаваторов, в том числе с обратной лопатой на выемке угля. Также система разработки предусматривает применение автотранспортной технологии с продольно-поперечным фронтом горных работ и внутренним отвалообразованием.
Для того чтобы выдерживать эксплуатацию в суровых условиях, весь автопарк разреза представлен в арктическом исполнении. Так, машины оснащены дополнительным отоплением кабины, более прочными рукавами высокого давления, двойным остекленнием кабины и не только.
– Сегодня наш разрез – перспективное предприятие, укомплектованное современной техникой: начиная от вспомогательной до больших производительных экскаваторов. В 2013 году мы значительно обновили парк, уйдя от старого, изношенного оборудования, тем самым повысив производительность, – сообщает Вайдас Вишняускас. – По опыту эксплуатации техники, наиболее эффективно показывают себя в условиях Крайнего Севера автосамосвалы и бульдозеры фирмы Caterpillar, экскаваторы Komatsu PC200. Они выдают высокую производительность и низкий процент ремонта. В этом году разрез получил новый машинокомплект, включавший в себя экскаватор Komatsu PC200, три автосамосвала Caterpillar и бульдозер D10 этой же фирмы. В планах – дальнейшее обновление парка техники.
Бульдозер с характером
Бульдозеры американской марки Caterpillar являются особо мощными и эффективными машинами. За счет массы и мощности техники можно совершать ряд важных производственных операций без применения буровзрывных работ, что позволяет снизить уровень выделяемых при работах пыли и газов.
За годы эксплуатации бульдозеры D10 зарекомендовали себя как производительные и надежные при карьерных работах машины. Модель D10T2 оснащена двигателем Cat C27 с технологией ACERT, способным вместе с высокоэффективным делителем крутящего момента и коробкой передач с переключением под нагрузкой и электронным управлением безотказно работать на протяжении многих лет.
Номинальная полезная мощность двигателя (по SAE J1349/ISO 9249) составляет 447 кВт (600 л. с.) при 1800 об/мин с запасом крутящего момента 21 % (на передачах переднего хода). Это позволяет бульдозеру D10T2 работать с более твердыми материалами. Контроллер двигателя A4E4 автоматически изменяет настройки мощности двигателя в зависимости от направления движения, что, в свою очередь, способствует увеличению объема перемещаемого материала с каждым впрыском топлива.
Также на данном бульдозере установлена гидравлика рабочего оборудования с регулированием по нагрузке, существенно улучшающая топливную эффективность и производительность. Для выполнения различных задач машина оснащена функциональным навесным оборудованием: отвалами, лебедками, рыхлителями и задними противовесами. Все отвалы, изготовленные из высокопрочной стали, имеют прочную конструкцию коробчатого сечения, препятствующую образованию изгибов и трещин.
Для выполнения рыхления в тяжелых условиях и глубокого рыхления наиболее оптимально подходит одностоечный рыхлитель. Благодаря наличию съемника пальца рыхлителя, поставляемого по заказу, оператор может отрегулировать глубину установки стойки непосредственно из кабины. Необходимую устойчивость машины для проведения бульдозерных работ с максимальной производительностью обеспечивают задние противовесы.
Komatsu РС 2000 – высокие технологии для горнодобывающей отрасли
Экскаватор Komatsu РС 2000 – еще одна незаменимая машина для добычи угля в условиях Крайнего Севера, практически не имеющая аналогов в мире. Эта машина оснащена ковшом объемом 12 кубометров, что позволяет загружать 90-тонный самосвал всего за шесть производственных циклов.
Компания Komatsu не случайно признана ведущим производителем гидравлических экскаваторов. Разработанный в 2009 году с применением высокоэффективных технологий специально для предприятий горнодобывающей отрасли экскаватор Komatsu РС 2000 позволяет решить множество проблем по оптимизации работ на карьерах и охране природы.
Данная техника отличается рядом отличительных особенностей:
- Переключаемые режимы работы. В зависимости от нагрузки оператор может выбрать экономичный режим или режим повышенной мощности. Для первого доступны два подрежима, позволяющие установить оптимальное сочетание экономичности и производительности.
- Режим подъема грузов большой массы. При его включении начинает работать система выработки увеличенной мощности, повышающая подъемное усилие стрелы. Особенно полезной данная опция является при тяжелых грузоподъемных работах и погрузке скальных пород.
- Улучшенная экологичность. В машине для обеспечения энергосберегающей работы техники установлен дисплей, на правой стороне которого отражается текущее экологическое состояние.
Экскаватор Komatsu РС 2000 оснащен упрочненной центральной и поворотной рамой и рамой гусеничных тележек, что позволяет им выдерживать значительные рабочие нагрузки. В опорно-поворотном круге применяется 3-рядный роликовый подшипник, имеющий большую несущую способность, а гидромоторы надежно защищены кожухами, предохраняющими от повреждений.
В конструкции ковша Komatsu PC 2000 использованы износостойкие материалы с твердостью не менее 500 НВ по Бринеллю. Благодаря этому под воздействием тепла от скального грунта данный элемент не теряет свойств, сохраняя надежность длительное время, а уникальная форма зубьев делает копание максимально эффективным.
Экскаватор укомплектован двигателем SAA12V140E-3 с высокоэффективным турбокомпрессором и улучшенным охладителем нагнетаемого воздуха. Установленный в нем индикатор, предупреждающий о режиме холостого хода при работе свыше 5 минут, позволяет исключить ненужный расход горючего, а система автоматического сокращения частоты вращения агрегата уменьшает потребление топлива и понижает шум работы.
Но север есть север, и даже адаптированная под суровые условия техника порой не выдерживает морозов и ветров, некоторые узлы и агрегаты выходят из строя, что приводит к простоям и, соответственно, уменьшению объемов вскрыши и добычи. Благодаря слесарной группе и помощи подрядных организаций по обслуживанию техники (Mining Solutions, «Мантрак Восток») сотрудникам удается поддерживать технику в хорошем состоянии для эффективной работы разреза.
Как и в любом промышленном регионе, в Республике Коми уделяют большое внимание состоянию окружающей среды и снижению негативных последствий угледобычи. По словам Вайдаса, на данный момент экологическая обстановка в регионе на данный момент благоприятная, но все же компания «Воркутауголь» целенаправленно работает над снижением негативного воздействия разреза на окружающую среду. В частности, проводятся мероприятия по борьбе с пылью, сдуваемой с поверхностей отвалов, и по предотвращению пыления дорог. С этой целью на карьерную технику установлены нейтрализаторы выхлопных газов, которые снижают вредные выбросы автомобилей и экскаваторов. При проведении взрывных работ применяется гидрозабойка, позволяющая уменьшить пыление и концентрацию продуктов взрыва. Также сотрудники разреза ежегодно всем коллективом участвуют в республиканской экологической акции «Речная лента» – очищают берега реки Юньяги, протекающей по соседству.
Итак, можно с уверенностью сказать, что и в суровых условиях Заполярья открытая добыча угля не только технически возможна, но и экономически целесообразна при условии наличия опытных кадров и парка современной, инновационной спецтехники. И разрез «Юньягинский» – прямое тому подтверждение.
