Как добывают бурый уголь⁠⁠ и как устроен шагающий экскаватор⁠⁠

Пишет Аслан Шауей: Когда меня пригласили посмотреть, как добывают уголь в Амурской области, я не сразу сориентировался, куда лететь. Москву и Амурскую область, где находятся угольные разрезы компании «Амурский уголь» (входит в холдинг «Русский Уголь»), разделяют тысячи километров, шесть часов полета и шесть часов разницы во времени. В полете высплюсь, подумал я, собрал аппаратуру, затянул часовые пояса потуже и полетел.

Когда я приехал на залежи угля и сказал "карьер", меня сразу поправили – не «карьер», а "разрез". Разрез, потому что способ добычи угля таков, что при выемке пустой породы получаются длинные углубления в земле, которые похожи на разрезы. Если посмотреть на Северо-Восточный разрез близ города Райчихинска из космоса, то видно такую картину - характерные для добычи угля полосы в земле.

Добыча на Северо-Восточном разрезе (площадь  500 км2) ведется с 1932 г. Ерковецкий разрез (площадь месторождения 1250 км2) начал давать стране угля в 1991 году. Мощность угольного пласта здесь 3,5 - 5 метров.

Бурый уголь залегает не очень глубоко под землей, потому добывается открытым способом, который считается более безопасным, экономичным и быстрым. С первого взгляда на кусок угля возникает вопрос "почему он бурый, если он черный?" Но специалисты «Амурского угля» объяснили мне, что раньше качество угля определяли по следу черты, оставляемой на фарфоровой пластинке. Амурский уголь, как вы поняли, оставляет бурый след.

Бурый уголь менее калорийный, чем каменный и антрацит. Смотрим в википедию и выясняем, что калорийность, то есть теплота сгорания - количество выделившейся теплоты при полном сгорании массовой или объёмной единицы вещества. Есть у угля и другие параметры качества – содержание влаги и серы, летучих веществ и зольность. Все это тщательно анализируют отделы технологического контроля качества угля и углехимические лаборатории.

Но вернемся к процессу добычи твердого топлива. Все здесь, на первый взгляд, довольно просто – гигантский шагающий экскаватор драглайн вскрывает уголь (вынимает пустую породу), а экскаватор поменьше грузит уголь в вагоны. Вот и все! Но если бы это было так просто, от желающих добывать уголь не было бы отбоя. В реальности для добычи угля нужны большие инвестиции, опыт и знания, команда настоящих профессионалов с редкими сейчас навыками и умениями, а также обширный парк дорогостоящей горнотранспортной техники, свои ремонтные мастерские или заводы, автобазы, учебные центры… Не буду нагружать вас информацией о том, как геологи ищут уголь, как получают лицензию на добычу ископаемых, а сразу перейдем к самому интересному и понятному.

Добыча угля у меня всегда ассоциировалась с большими, нет, с огромными экскаваторами. Собственно на угольных разрезах они сразу бросаются в глаза из-за своего внушительного вида и величественной осанки – гордо вздернутые вверх стрелы сразу дают понять, что где-то здесь ведется добыча угля.

В названии каждого экскаватора стоят аббревиатуры. Например, ЭШ 15/90 значит - Экскаватор Шагающий, 15 кубометров – объем ковша, а 90 метров – длина стрелы. Всего на разрезах «Амурского угля» задействовано 24 таких мастодонта, отличающихся длиной стрелы и объемом ковша. В одни ковши спокойно поместится уазик "буханка", а в другие – внедорожник Лэнд Крузер.

Вскрыша (выемка песчаника и глины) происходит так:  машинист экскаватора опускает ковш на грунт, затем при помощи рычагов управления подтягивает его на себя, заполняя его.

Потом машинист поворотом базы и стрелы переносит ковш в сторону отвалов и высыпает его. За месяц экипаж экскаватора должен вскрыть около 300 тыс. кубометров породы.

Там, где поработал драглайн, остаются горы пустой породы - отвалы. Поэтому местность, где добывают уголь, местами напоминает лунные пейзажи. Но только до тех пор, пока ведется добыча угля. После отработки участка, на нем проводят рекультивацию – разравнивают отвалы, подсыпают плодородный слой земли, высаживают деревья. Через несколько лет большинство людей и не заметят, что раньше здесь велась добыча угля и работали шагающие гиганты. Так по крайней мере мне ответили специалисты, как бывает на самом деле не знаю.

А пока по ландшафту разреза можно изучать геологию.

Кстати, после того, как драглайн добрался до угля, а потом уголь выбрали (то есть выкопали полностью на какой-то площади), разрез обратно засыпается той же породой.

Для меня было открытием, что шагающие экскаваторы (и многие другие экскаваторы тоже) работают на электрической энергии. Каждый горный участок разреза получает электроэнергию от подстанции напряжением 35/6 кВ.

Вся техника на разрезах работает круглосуточно и без выходных: бригады трудятся посменно. Небольшие послабления в работе могут сделать лишь в случае аномально низкой температуры – когда гигантские ковши начинают намертво примерзать к земле.

Но подробнее о драглайнах я расскажу позже в отдельном посте. Подпишитесь на сообщество Как это сделано здесь на пикабу, чтобы не пропустить.

Угольные пласты залегают близко к грунтовым водам, поэтому необходимо ее постоянно откачивать насосами. Здесь наглядно видно, какой слой породы был снят, чтобы добраться до залежей угля.

Ну, а дальше все просто - экскаватор ЭКГ-5А набирает уголь в ковш и грузит его сразу в вагоны, которые увезут его в рядовом виде потребителю или на участок сортировки угля.

В ковш экскаватора ЭКГ-5А помещается 5 кубометров угля, а для того чтобы заполнить стандартный вагон в него необходимо загрузить 13-14 ковшей угля.

На сортировку уголь привозят для того, чтобы разделить его на разные фракции. Местные Райчихинская ГРЭС и Благовещенская ТЭЦ потребляют уголь мелкой фракции, а более крупная идет на нужды ЖКХ, проще говоря, для отопления.

Так выглядит участок сортировки угля изнутри. Если не знаешь, что это и как работает, то следующее действо будет сюрпризом, как оно стало и для меня.

Это такая "карусель" для вагонов. Оператор со стороны проверяет, что вагон заехал на платформу вагоноопрокида, дает сигнал, и вагон, который стоит на платформе, поднимается вверх и опрокидывает содержимое в приемочный бункер.

Через несколько секунд этот громадный механизм (вагоноопрокидыватель боковой стационарный) ставит вагон в прежнее положение. Впечатляющее зрелище!

После чего из приемника уголь по сложной системе конвейеров по специальной галерее отправляется на рассортировку, где с помощью грохотов и вибросит делится на разные фракции. Ну, а дальше в печь, чтобы давать электроэнергию и тепло.

Как я рассказывал в репортаже про добычу угля в Амурской области, в названии каждого экскаватора стоят аббревиатуры. Например, ЭШ 15/90 значит - Экскаватор Шагающий, 15 кубометров – объем ковша, а 90 метров – длина стрелы.
В коше машинист экскаватора.

Всего на разрезах "Амурского угля" задействовано 24 таких монстра, отличающихся длиной стрелы и объемом ковша. В одни ковши спокойно поместится уазик "буханка", а в другие – внедорожник Лэнд Крузер. Сам экскаватор, который также называют драглайном, выше пятиэтажного дома.

В кабине машины все устроено просто и надежно. Управление ведется с помощью рычагов и педалей установленных на командоконтроллерах системы управления. Тяговая и подъёмная лебёдка приводят в движение канаты и соответственно ковш. Вращение экскаватора производится проводом поворота. Пульт управления шаганием находится в задней части кабины.

Работа на драглайне круглосуточная и без выходных: бригады трудятся посменно. Небольшие послабления в работе могут сделать лишь в случае аномально низкой температуры – когда повышается хрупкость металла, и есть риск поломки техники.

За месяц экипаж экскаватора должен вскрыть около 300 тыс. кубометров породы. На один цикл – зачерпнуть -перенести-высыпать - машинист тратит около 60 секунд.

Большая часть подобной техники работающей, на разрезах "Русского Угля" создавалась еще в Советском Союзе, на территории Украины в г. Краматорск.

Сейчас шагающим экскаваторам в среднем по 30 и больше лет, и как мне объяснили специалисты, для «шагарей» это не считается предельным возрастом, так как срок работы драглайнов при проведении соответствующих ремонтов может продолжаться ещё не один десяток лет. Эта техника изначально делается очень прочной и выносливой к тяжёлым условиям эксплуатации.

Но даже, несмотря на то, что это "отечественный" продукт, драглайн стоит космических денег. Б/у ЭШ возраста около 30-40 лет можно купить за 60-80 млн. рублей. А цена на новый и вовсе может доходить до 2 и более миллиардов рублей (!).

Кстати, в их  монтаже на разрезе чаще всего участвуют те же машинисты, что и будут на них работать. Монтаж одного ЭШ занимает около года. В случае необходимости драглайны демонтируют и перевозят на другой разрез.

В случае поломок  экипаж драглайна должен уметь починить машину и оказать «захворавшему» гиганту первую техническую помощь. Так что неудивительно, что  машинисты экскаваторов – белая кость разреза, а  их зарплата выше средней по всему региону.

Внутри техномонстра находится механика соответствующего размера - здесь все гигантское. Можно долго ходить внутри экскаватора и наблюдать, как наматываются туда-сюда тросы и двигаются шестерни размером с автомобиль.

Каждая операция при работе драглайна выполняется отдельными двигателями, которые отвечают за подъем тросов, поворот корпуса машины и шагание. На каждом приводе установлена своя тормозная система.

Для меня было открытием, что шагающие экскаваторы (и многие другие экскаваторы тоже) работают на электричестве. Каждый горный участок разреза получает электроэнергию от подстанции напряжением 35/6 кВ.

Ну и наконец, средства передвижения такого экскаватора – опорных башмаков, «лыжи», выбирай любое название на вкус - все подходят. Перемещается драглайн с помощью гидравлического механизма, который состоит из двух главных и двух вспомогательных цилиндров, насосной установки и гидроаппаратуры. Нижние части цилиндров крепятся к гигантским опорным башмакам, по одному с каждой стороны экскаватора. У ЭШ 15/90 они имеют длину 14 метров.

Приподнявшись на опорных башмаках, гигантский механизм двигается на два метра, это занимает примерно одну минуту. Нетрудно посчитать, что экскаватор движется со скоростью около 60 метров в час. Черепаха и то движется быстрее, скажете вы, но драглайну спешить некуда, дальше разреза ему шагать не надо.

Однако во время работы ЭШ стоит на опорной базе - металлическом диске диаметром 14 метров, в то время как опорные башмаки подняты. Большой диаметр диска оказывает давление, сравнимое с давлением шин обычного легкового автомобиля.

Так как на разрезах необходимо обеспечивать непрерывную работу техники, то она время от времени нуждается в ремонте. Для этого случая у "Амурского угля" есть собственный ремонтно-механический завод, о котором я расскажу в следующем репортаже.
Благодарю всех, кто дочитал до конца, и поблагодарил плюсом, коментом или донатом.

Источник