Hitachi Construction Machinery разработала для самосвалов серии AC-3 систему питания от контактной сети — Trolley. Эта технология позволяет переключаться с питания от ДВС на питание от контактной сети во время подъёма вверх по склону, благодаря чему происходит сокращение времени рабочего цикла, снижение выбросов вредных веществ, а также увеличивается срок службы двигателя. По сравнению с обычным карьерным самосвалом троллейвоз имеет множество преимуществ, о которых мы и расскажем.
Экономичность эксплуатации и забота об экологии
Предприятия, занимающие лидирующее положение на рынке добывающей промышленности, стремятся быть социально ответственными. Они принимают во внимание глобальные цели в области устойчивого развития, установленные государствами — членами ООН, как призыв к действиям по защите окружающей среды и использованию энергосберегающих технологий. Горнодобывающие компании также стремятся сократить эксплуатационные расходы за счёт снижения затрат на дизельное топливо, цена которого только растёт. Кроме того, требования к соблюдению экологических норм становятся гораздо жёстче, и с каждым новым стандартом все больше машин, изготовленных в прошедшие годы, перестают им соответствовать.
Решением этих задач может стать эксплуатация троллейвозов — горных самосвалов с дизель-электрическим приводом, конфигурация которых предусматривает возможность питания мотор-колёс от внешнего источника электроэнергии. Использование такой машины способствует снижению расходов на транспортировку горной массы, а также уменьшению загазованности разреза или карьера. Особенно эксплуатация троллейвозов выгодна для горных предприятий, расположенных в тех регионах, где есть существенное различие между затратами на дизельное топливо и электроэнергию.
Оценочные исследования Hitachi Construction Machinery показывают, что за счёт большей скорости передвижения производительность троллейвоза может быть выше на 25 % и более, чем у стандартного самосвала. Кроме того, в зависимости от профиля дорог использование таких машин позволяет снизить расход топлива в два раза, сократить общие эксплуатационные расходы примерно на 35 %, а также уменьшить количество выбросов на 50 %.
Оснащение троллейвоза и его режимы работы
Для питания ходовых электродвигателей троллейвоза необходима система электроснабжения, обслуживаемая предприятием, а также соответствующая электроэнергетическая инфраструктура с контактной сетью. Создание такой инфраструктуры занимает от шести до двенадцати месяцев в зависимости от карьера, это делают специализированные компании.
На троллейвозе Hitachi установлена конструкция с пантографом (токоприёмником), который соединяет самосвал с контактной сетью. Он разработан с использованием собственных технологий компании и устойчив к суровым условиям эксплуатации. Токоприёмник поднимается и опускается с помощью переключателя, установленного в кабине. Он способен определять наличие контактной сети благодаря системе позиционирования пантографа Hitachi, эффективной даже в ночное время. Если троллейная сеть удаляется от пантографа, система предупреждает оператора о необходимости выровнять траекторию движения машины.
Помимо пантографа с монтажной конструкцией в комплектацию троллейвоза входят распределительная коробка троллейной системы, переключатель Trolley-режима, расположенный в кабине, а также мотор-колеса большего размера, чем на стандартных самосвалах, что позволяет обеспечить более высокую теплопередачу. Учитывая профиль проезжей части карьера, а именно таких её параметров, как длина и крутизна, специалисты Hitachi могут предоставить консультации по оптимизации конфигурации самосвала. На некоторых карьерах можно также эффективно использовать машины, оснащённые стандартными мотор-колёсами. В качестве опции на троллейвоз возможна установка системы позиционирования пантографа. Все это предоставляется дилером горной техники Hitachi — компанией Minetech Machinery, которая занимается поставкой и техобслуживанием карьерных машин.
Троллейвоз Hitachi может работать в двух режимах: режиме питания от ДВС или контактного электропитания — Trolley-режиме. При активации второго дизельная энергия, вырабатываемая на мотор-колёсах, отключается, токоприёмник поднимается и подключается к контактной сети как к источнику питания, и энергия передаётся к мотор-колёсам.
Эксплуатация троллейвозов Hitachi в России и мире
Значительная разница в стоимости дизельного топлива и электричества является основной причиной повышенного интереса к таким машинам. Большая часть троллейвозов Hitachi эксплуатируется в Южно-Африканской Республике и Республике Замбия на предприятиях по добыче угля, меди и золота. С 2001 года в ЮАР была поставлена 41 единица троллейвозов компании, а в Замбию с 2006-го — 74 единицы.
Преимущество эксплуатации троллейвозов по сравнению со стандартными самосвалами оценило медедобывающее предприятие First Quantum Minerals, владеющее рудником Кансанши в Республике Замбия — одним из восьми крупнейших в мире. С момента строительства рудника в 2005-м прошло несколько этапов расширения производства. Благодаря этому за последние несколько лет объем выработки на месторождении увеличился со 110 тыс. до 240 тыс. т меди в год. Добыча ведётся традиционным способом на двух карьерах открытого типа. Для выполнения работ здесь применяются гидравлические экскаваторы, 38 самосвалов Hitachi EH3500ACII, а также два троллейвоза EH3500AC-3, запущенных в эксплуатацию в 2016 году.
«Рудник Кансанши стал отличной испытательной площадкой для троллейвозов Hitachi, — говорит Клейтон Ривз, директор по производству First Quantum Minerals. — Эти машины выгодно отличаются от обычных самосвалов с точки зрения
экономической эффективности и экологической безопасности. EH3500AC-3 — не просто усовершенствованная версия самосвала, это большой шаг вперёд в сфере развития технологий. Мы планируем расширять парк техники и использовать преимущественно троллейвозы на нашем руднике, для чего уже начато строительство новой троллейной линии. Это позволит нам уменьшить расход дизельного топлива и снизить вредное воздействие на окружающую среду, ведь мы очень серьёзно относимся к защите природы. На нашем руднике используются два типа машин: с питанием от троллейной сети и дизельного двигателя или только от ДВС. Однако будущее определённо за экологичными машинами, такими как троллейвозы».
Компания Hitachi предлагает горнодобытчикам не только полноценные троллейвозы, но и вариант комплектации горных самосвалов, подготовленных для их дальнейшего переоборудования в троллейвозы. Это минимизирует расходы на переоснастку в будущем. Например, такие машины введены в эксплуатацию на добывающих предприятиях в Турции. С 2013 года сюда поставляются самосвалы, уже оснащённые мотор-колёсами большого размера. Когда на карьере будут установлены электросети, машину дооснастят пантографом с монтажной конструкцией, распределительной коробкой троллейной системы и переключателем активации пантографа в кабине, и она заработает в Trolley-режиме.
В странах, где цена топлива не такая высокая и соизмерима со стоимостью электроэнергии или даже ниже неё, спроса на троллейвозы нет. Поэтому на добывающих предприятиях в США или Австралии пока невозможно увидеть такую машину.
Большинство ведущих горнодобывающих компаний в России при ведении бизнеса стали более внимательно относиться к критериям экологического, социального и государственного управления (ESG). Они активно работают над повышением эффективности производства и его экологичности, а также безопасности сотрудников. Такие предприятия заинтересованы в пополнении парка техники троллейвозами.
На многих крупных месторождениях в РФ уже имеется необходимая инфраструктура, отечественные компании готовы к эксплуатации передовой техники. Вопрос только в том, какое горное предприятие первым в России начнёт использовать троллейвозы и сократит расходы на дорожающее топливо.