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.

И  при создании этого экземпляра завод использовал материалы, прошедшие контроль на ударную вязкость при -50 °С, а новый комплектный электропривод рассчитан на работу в условиях предельных температур. Чтобы с работой могла справится не только машина, но и машинист, производитель усилил теплоизоляцию кабины.

«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