СПЕЦПРОЕКТ

Mining World Russia 2020

ПЕРЕЙТИ

«Едет груз по воздуху». Канатные дороги возвращаются

Из серии «Знаете ли вы». Знаете ли вы, что в 1960-м году в СССР работали грузовые канатные дороги общей протяжённостью около 600 км? По воздуху перемещали грузы горнорудных, угольных, химических, силикатных, металлургических, сельскохозяйственных и других предприятий. Много вы сейчас видите грузовых канатных дорог на добывающих объектах?

Едет груз по воздуху. Канатная дорога
Фото: zgkvar.ru

От былого величия остались в России две действующие грузовые подвесные канатные дороги. Одна — у крупнейшего в России производителя огнеупорных материалов — группы «Магнезит» (Сатка, Челябинская область), вторая — у «Сырьевой компании» (Стерлитамак, входит в АО «Башкирская содовая компания»).

Знакомая история: распался Союз, перестали работать заводы, развитие направления остановилось в тот самый момент, когда отечественные производители и проектировщики вплотную подошли к созданию высокопроизводительных ГПКД с большим объёмом перевозки.

И вот какие-то из существующих дорог демонтировали, какие-то остались на территории стран СНГ. Это в то время, как подобный способ транспортировки всё активнее стали применять в других странах — для добывающей, строительной, лесозаготовительной отраслей.

Правда, сейчас специалисты говорят, что ГКПД возвращается в Россию — особенно в добывающую промышленность.

«На текущий момент группа «КАНЕКС» прорабатывает порядка десятка проектов по возведению ГПКД как в России, так и в странах СНГ, что, несомненно, говорит о растущем интересе к этому виду транспорта в горнодобывающей промышленности»,  — подтверждает специалист направления «Транспортные системы» группы «КАНЕКС» Ильнур Баязитов.

Дорога к Олимпиаде

Во время подготовки к Олимпиаде-2014 в Сочи в нашей стране появился объект такого типа: грузовой канатный кран. Использовали его при строительстве курорта на Красной Поляне. Выполнив свою задачу, кран отправился на консервацию — при необходимости его можно будет запустить на другом объекте в другом регионе.

«Речь идёт о горном районе: 7 км, где перепад высот от 550 до 2238 м. Это непроходимая местность, там невозможно построить дорогу, чтобы доставлять грузы автомобильным транспортом. Так что до появления грузового канатного крана всё привозили вертолётами Ка-2 и Ми-8. Их грузоподъёмность 3,5 тонны, вот и представьте, сколько рейсов нужно организовать, чтобы построить горнолыжный курорт, и сколько это стоит.

К тому же есть нюанс: при создании бетонных конструкций очень важно выработать весь материал. А у нас же горы, погода быстро меняется. В считанные минуты облаками небо затянуло, вертолёт уже летать не может. И несколько раз было такое, что приходилось ломать созданную конструкцию и переделывать всё заново, потому что технология была нарушена», — рассказывает руководитель НПО «Базальтум» в ЮФО Павел Шаршавенков.

Вот и главное преимущество грузовых канатных дорог: они могут функционировать там, где нельзя проложить наземную дорогу, где нельзя построить конвейер. Нельзя, потому что местность горная, или условия стеснённые, или район северный, или непреодолимые препятствия — объекты инфраструктуры или река, например.

К тому же это самый экологичный вариант транспортировки: канатку можно протянуть даже над заповедником, потому что деревья рубить не придётся, рельеф менять тоже.

«Электрический привод избавляет от образования вредоносных выхлопов. Резиновая футеровка шкивов, роликов и колёс подавляет шум и вибрации. Перемещение груза буквально «по воздуху», с применением лишь компактных опор, сокращает размеры земельных участков полосы отвода, не нарушая при этом природный рельеф и не влияя на пути миграции животных», — уточняет Ильнур Баязитов.

А ведь у нас есть южные регионы, где идёт добыча именно в горной местности. Развивается добыча в северных регионах. Так что территорий, где грузовые канатные дороги могли бы найти применение, в избытке.

«В нашем проекте мы использовали грузовой канатный кран для транспортировки строительных материалов, металлоконструкций. Но таким образом можно перевозить любой груз — хоть жидкий, хоть сыпучий. С такой системой я познакомился в Европе, где её активно используют: везут лес, руду ли, те же материалы для строительства месторождения.

Правда, у меня был опыт работы с мобильными системами, нам же нужна была стационарная. В нашем случае экономический эффект был просто космический, решение прекрасно себя показало», — комментирует Павел Шаршавенков.

Грузовые канатные дороги «в рублях»

Ответ на вопрос об экономической целесообразности внедрения ГПКД дали специалисты группы «КАНЕКС». Они сделали технико-экономическое сравнение совокупной стоимости перевозки золотосодержащей руды авто-самосвалами и подвесной канатной дорогой. Результаты приведены в Таблице.

Технико-экономическое сравнение совокупной стоимости перевозки золотосодержащей руды автосамосвалами и подвесной канатной дорогой

«При первом рассмотрении более дешёвым кажется вариант с применением автотранспорта, однако при долгосрочном планировании становится очевидным преимущество грузовых подвесных канатных дорог, которое достигается за счёт длительного срока службы и низких эксплуатационных расходов», — поясняет Ильнур Баязитов.

«А ведь именно на этот параметр — начальные капиталовложения — в первую очередь обращает внимание руководство предприятий при выборе типа транспортной системы», — говорит специалист.

При этом он подчёркивает, что существенную часть совокупных затрат при планировании на пять и более лет составляют затраты эксплуатационные.

Вместо или вместе?

В целом, специалисты даже не называют грузовые канатные дороги конкурентами иных устройств для транспортировки грузов. Просто всему своё место, к тому же, как упоминал Ильнур Баязитов, возможна комбинация технологий.

«В своей работе мы стараемся предложить заказчику оптимальную для его ситуации транспортную систему, которая может включать использование нескольких подсистем (железнодорожную, конвейерную, автомобильную, канатные дороги). Эффективным инструментом для выбора способа доставки грузов является универсальная методика комплексной оценки структуры затрат (total cost of ownership —ТСО), или совокупная стоимость владения.

На её основе определяют области, в которых те или иные виды транспорта имеют преимущества по сравнению с другими. TCO позволяет получить картину реальных затрат, связанные с приобретением необходимых средств и технологий, и учитывает все аспекты их последующего использования.

Такой подход позволяет на основе фактов доказать, что редко применяемые в РФ грузовые подвесные канатные дороги эффективны и целесообразны для эксплуатации во многих ситуациях», — комментирует специалист «КАНЕКСА».

И опять обратимся к аналитическим данным, собранным машиностроительной группой «КАНЕКС», — наглядно они представлены на Схеме. Расчёты компании показывают, что для дальних перевозок большого объёма грузов практически безальтернативным является железнодорожный транспорт.

Основные виды грузового транспорта и оптимальные зоны их применения в зависимости от годового объема в млн т и расстояния в км

В условиях, когда необходима постоянная перевозка внушительных объёмов горной массы на расстояние до 10 км, оптимальным становится конвейер. Для перевозки относительно небольших объёмов на небольшие расстояния чаще всего используют автомобили.

«У ГПКД своя, достаточно чёткая ниша. При годовом объёме 1-7 млн т на расстояние более 2 км и особенно в условиях сложного рельефа грузовая подвесная канатная дорога — наиболее эффективный вид транспортировки. При этом объём может быть и больше за счёт строительства дополнительных линий ГПКД. Но стоит отметить, что наиболее эффективной почти всегда будет являться комбинация из нескольких видов транспорта», — говорит Ильнур Баязитов.

«Конечно, нет смысла строить канатную дорогу на ровной местности, где можно создать обычную наземную автомобильную трассу. Хотя, если задуматься, у этого способа транспортировки есть много плюсов. Нет и не может быть пробок, достаточно понятная история с пропускной способностью. Я думаю, что даже в городских условиях мы однажды придём к тому, чтобы создать такой альтернативный вид общественного транспорта», — считает Павел Шаршавенков.

Как работает грузовой канатный кран?

Специалист «Базальтум» подробно описал устройство сочинского грузового канатного крана. Установлено небольшое количество опор — без бетонного фундамента, на армогрунтах и растяжках. Между ними натянут несущий трос диаметром 40 мм. По нему ездит кранкаретка грузоподъёмностью 5 тонн, максимальная скорость движения 6 м/с.

Решение радиоуправляемое: то есть оператор при визуальном контакте опускает балку кран-каретки, поднимает груз, даёт команду тяговой лебёдке, и груз поднимается вверх со скоростью 5 м/с.

Ильнур Баязитов,
специалист направления
«Транспортные системы» группы «КАНЕКС»
Ильнур Баязитов,
специалист направления
«Транспортные системы» группы «КАНЕКС»

«У нас налажены тесные рабочие отношения с обеими компаниями, владеющими оставшимися со времён СССР ГПКД — группой «Магнезит» и «Сырьевой компанией». Мы проводим ОПИ на мощностях наших партнёров (наш красноярский завод «ОКБ МИКРОН» разрабатывает для подвесной дороги вагонетки нового поколения), в свою очередь партнёры заказывают нам модернизацию своего оборудования, направленную на снижение металлоемкости ГПКД, повышение долговечности несущего и тягового канатов, увеличение производительности канатной дороги.

Кстати, совсем недавно наши конструкторы закончили для «Сырьевой компании» разработку устройства по выравниванию интервалов между вагонетками, которое поможет сократить количество аварий на линии. Сейчас идёт его монтаж и опробование».

Технологическая специфика связана больше с самим грузоподъёмным устройством, что же касается грузовой канатной дороги, то специалисты говорят, что в целом конструкция схожа с конструкцией канатки пассажирской. «Концептуально дороги ничем не отличаются. Что грузовая, что пассажирская — это одна и та же конструкция: опоры, между ними протянуты канаты, двигатель приводит в движение вагонетки.

Техническое состояние канатных дорог регулярно контролируется надзорными органами и экспертными организациями. Везде действуют строгие системы безопасности, ведь часто на ГПКД среди грузовых вагонеток можно встретить пассажирскую кабинку, которая перевозит персонал к месту работы и обратно.

Различаются грузовые подвесные канатные дороги лишь такими техническими характеристиками, как производительность, длина пути, угол наклона, профиль линии, поскольку сооружаются на местности с различным рельефом, в различных геологических, сейсмических и климатических условиях», — объясняет Ильнур Баязитов.

Перечень возможных грузов, как мы уже говорили, довольно длинный, тип перевозимой породы, по сути, любой. Единственное — специалисты рекомендуют учитывать размеры транспортируемых полезных ископаемых: для исправной и эффективной работы ГПКД крупногабаритные куски необходимо дробить. Кроме того, чтобы канатка прослужила дольше, важно соблюдать баланс между количеством вагонеток на линии, их массой и интервалом движения.

Ограничений по протяжённости, по сути, тоже нет. Длина одного провиса, говорит Павел Шаршавенков, может достигать 5 км, перепад высот — 2-3 км, количество пролётов произвольное.
«Теоретически можно построить дорогу любой длины. Через определённое расстояние ставятся приводные станции, которые помогают вагонеткам пройти путь между погрузочной и разгрузочной станциями», — соглашаются в «КАНЕКСЕ».

До недавнего времени в Швеции работала грузовая канатная дорога протяжённостью 96 км — это пока рекорд по протяжённости. И запустили её аж в 1943 году. До 1987-го по этой дороге с рудника в Кристинеберге на обогатительную фабрику в Болидене доставляли руду. Но ничто не вечно: конструкции износились, обслуживать дорогу стало дорого, и собственник — компания Boliden AB — закрыл линию.

В рамках национальной программы сохранения культурных и промышленных исторических ценностей от канатной дороги оставили участок длиной 13,2 километра между населёнными пунктами Örträsk и Mensträsk, переделанный в самую длинную в мире пассажирскую дорогу. В 1989 году её занесли в «Книгу рекордов Гиннеса», а в 2018-м закрыли.

ГПКД: старое и новое

«За рубежом грузовые канатные дороги достаточно популярны. В нашей стране есть объекты, где такие решения могли бы быть востребованы, но их почти не применяют. Я думаю, дело во многом в нашем подходе к инновациям.

Создатели проектов живут стереотипами, появившимися много лет назад, на перемены решаются неохотно. И сложно начинать что-то новое, даже если это новое проще, надёжнее, дешевле. Все привыкли, условно, бетон лить, и льют его в горах. Дорого, сложно, а льют. И внедряют нетиповые решения только тогда, когда альтернативы просто нет», — рассуждает Павел Шаршавенков.

И правда, парадокс: запрос есть, решение сеть, а оно фактически не используется.

Кстати, по поводу «нового». Мы говорили о советских канатках в 1960-х, а шведской ГПКД в 1940-х. Так что новой технологию можно назвать весьма условно. Тут хорошо подходит формулировка «хорошо забытое старое».

Памятная табличка канатной дороги Кристинеберг-Болиден
Памятная табличка канатной дороги Кристинеберг-Болиден

На самом деле, грузовые канатные дороги — история очень и очень старая. Точно известно, что такие использовали ещё в Древнем Китае, чтобы поднимать груз на стены. Дело было ещё до нашей эры. А самые ранние европейские грузовые канатки относятся к началу XV века. Конечно, это условные «предки» современных ГПКД, поскольку работали те древние системы на пеньковых канатах.

Корзина канатной дороги 1943 год
Корзина канатной дороги 1943 год

А вот когда в 1834 году в Германии изобрели канат проволочный, дело пошло веселее. Прорывным стал период начала XX века, когда разработчикам удалось усовершенствовать конструкцию электродвигателей, уменьшить их размеры и построить тихоходные машины с одной передачей и даже вовсе не требующие передаточных механизмов для уменьшения угловой скорости.

Важным фактором стала и автоматизация процесса передвижения вагонеток, которая сильно упростила процесс транспортировки.
Советская же школа проектирования канатных дорог, действительно, сформировалась примерно в середине века, в период научно-технической революции.

Тогда получили развитие автоматизация производства, создание новых конструкционных материалов и освоение космического пространства. В этом же списке и ГПКД. По всей вероятности, если бы не смена эпох и связанная с этим деградация производства, сегодня картина выглядела бы иначе.

Однако Ильнур Баязитов оптимистично считает, что в добывающей промышленности «эра канатных дорог» сейчас как раз наступает: запасы полезных ископаемых становятся всё более труднодоступными. Это вынуждает руководство горнодобывающих предприятий внедрять новые, экономически выгодные виды транспорта.

«ГПКД широко используются в мире и, наконец, возвращаются в Россию. Помимо чисто практической пользы, такой как возможность извлечения труднодоступного полезного ископаемого, бизнес при выборе того или иного транспорта начинает задумываться о безопасности, технологичности и экологичности своего производства, а также о совокупной стоимости владения.

И мы рады эти изменения возглавить. У нас есть опыт, знания и ресурсы, чтобы подобрать оптимальную транспортную систему для предприятия или осуществить модернизацию уже имеющейся инфраструктуры», — уверен специалист.

Беседовала Анна Кучумова

Понравился материал? Подпишитесь
на отраслевой дайджест и получайте подборку статей каждый месяц
.

Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №5, 2020

Подпишитесь
на ежемесячный дайджест актуальных тем
для специалистов отрасли.

Исключительно отраслевая тематика. Никакого спама 100%.