Анализ эффективности применения экскаваторов УЗТМ-КАРТЭКС на карьерах

К.Ю. Анистратов, д/р техн. наук, начальник управления стратегии и маркетинга ООО УК «УЗТМ/КАРТЭКС»

Структура поставок и парков карьерных экскаваторов на карьерах России Группа машиностроительных активов Банка ГПБ (АО) под управлением ООО УК «УЗТМ-КАРТЭКС» объединяет заводы тяжелого машиностроения: ПАО «Уралмашзавод» (УЗТМ, г. Екатеринбург), ООО «ИЗ КАРТЭКС им. П.Г Коробкова».

Продуктовая линейка ГК «УЗТМ-КАРТЭКС» включает электрические одноковшовые экскаваторы с канатным и реечным напором с полезной весовой нагрузкой 20–63,5 т с ковшами вместимостью 6,3–35 м3 (рис. 1).

За период 2008–2018 гг. на горнодобывающие предприятия России и стран СНГ поставлено в общей сложности более 312 ед. экскаваторов ЭКГD10, ЭКГD12, ЭКГD15, ЭКГD20, ЭКГD18Р/20К, ЭКГD20КМ, ЭКГD32, ЭКГD35 с ковшами вместимостью 10–33 м3. Из общего объема выпуска на экспорт поставлено 172 ед. канатных экскаваторов продукции ООО «ИЗ-КАРТЭКС им. П.Г Коробкова».

Рис. 1 Продуктовая линейка канатных электрических экскаваторов ГК «УЗТМ-КАРТЭКС»

Рис. 1 Продуктовая линейка канатных электрических экскаваторов ГК «УЗТМ-КАРТЭКС»

За период 2016–2018 гг. заводами ГК «УЗТМ-КАРТЭКС» на карьеры России (при общем товарном выпуске 106 ед.) поставлено 51 ед. экскаваторов, что составляет 86% от общего объема поставок канатных экскаваторов по количеству (59 ед.). Из них 25 ед. приходится на экскаваторы ЭКГD18(20) ПАО «Уралмашзавод», на котором, следуя тенденциям роста единичной мощности карьерной техники, освоен серийный выпуск экскаваторов с реечным напором с ковшом 20 м3 (SAE 2:1).

Анализ структуры поставок карьерных канатных и гидравлических экскаваторов в классах с ковшом 10–42 м3 показывает, что за период 2008–2018 гг. на долю канатных экскаваторов отечественного производства приходится 34% при тенденции увеличения доли за последние три года . В классах экскаваторов с ковшами вместимостью более 15 м3 продукция ГК «УЗТМ-КАРТЭКС» за последние пять лет существенно увеличила свою долю в поставках на карьеры России с 6% в 2010 г. до 45% 2018 г., потеснив гидравлические экскаваторы зарубежного производства (рис. 2), что обусловлено выбранной стратегией развития комплекса горного машиностроения Банка ГПБ (АО) и экономической эффективностью применения отечественных канатных экскаваторов.Рис. 2 Динамика поставок канатных и гидравлических экскаваторов в 2010–2018 гг. на карьеры России в классах с ковшом вместимостью более 15 м3

Рис. 2 Динамика поставок канатных и гидравлических экскаваторов в 2010–2018 гг. на карьеры России в классах с ковшом вместимостью более 15 м3

Экскаватор ЭКГD20 (18) УЗТМ с ковшом 20 м3 (SAE 2:1) является базовой моделью ГК «УЗТМ-КАРТЭКС», которая с успешно конкурирует по технико-экономическим показателям с канатными и гидравлическими экскаваторами зарубежного производства в классе 20–22 м3 (табл. 1).

Табл. 1 Сравнительные технические характеристики экскаваторов мировых производителей с полезной весовой нагрузкой 40-46 т

Табл. 1 Сравнительные технические характеристики экскаваторов мировых производителей с полезной весовой нагрузкой 40-46 т

На рудных карьерах и угольных разрезах России и Казахстана эксплуатируются 33 ед. ЭКГD20 (18) (табл. 2).

Табл. 2 Парк экскаваторов с ковшом вместимостью 18—35 м3 на горнодобывающих предприятиях России и стран СНГ

Табл. 2 Парк экскаваторов с ковшом вместимостью 18—35 м3 на горнодобывающих предприятиях России и стран СНГ

Анализ показателей работы экскаваторов УЗТМ-КАРТЭКС Анализ технико-экономических показателей работы канатных экскаваторов УЗТМ-КАРТЭКС, поставленных на угольные разрезы и рудные карьеры, свидетельствует о высокой экономической эффективности в течение всего срока эксплуатации.

Нормативный срок эксплуатации канатных экскаваторов УЗТМ-КАРТЭКС составляет 20 лет. По факту в зависимости от принятой на горнодобывающих предприятиях технической политики срок эксплуатации может достигать больших значений. Характерным примером большого срока эксплуатации отечественных канатных экскаваторов является Качканарский ГОК, где средний срок парка ЭКГD8 в 20 ед. составляет 38 лет.

С одной стороны, большой срок службы канатных экскаваторов указывает на высокую долговечность базовых металлоконструкций и ремонтопригодность отечественных машин. Однако при сверхнормативных сроках эксплуатации существенно нарастает количество отказов, что снижает эффективность работы экскаваторно-автомобильных комплексов и требует существенных вложений в ремонт машин, что в целом влечет за собой рост себестоимости добычи.

Системное обновление парка при соблюдении правил эксплуатации техники и принятых нормативов на ее техническое обслуживание и ремонт обеспечивает стабильное выполнение плановой производительности и низкие операционные затраты на экскавацию горной массы.

Примером такой технической политики является Стойленский ГОК, где строго придерживаются нормативов периодичности ТОиР и обновления парка. Средний срок эксплуатации канатных одноковшовых экскаваторов составляет 14,8 лет (рис. 3, на начало 2019 г.).

Рис. 3 Структура парка одноковшовых экскаваторов на карьере Стойленского ГОКа и средний срок их эксплуатации

Рис. 3 Структура парка одноковшовых экскаваторов на карьере Стойленского ГОКа и средний срок их эксплуатации

Среднемесячная производительность ЭКГD20 (18) УЗТМ в зависимости от природно-технологических, организационно-технологических условий и уровня организации технического обслуживания составляет (рис. 4):v - на угольных разрезах – 395,4–638,5 тыс. м3/мес. (в тоннах – 947,9–1593,6 тыс. т/мес.

Рис. 4 Среднемесячная производительность экскаваторов УЗТМ-КАРТЭКС (с начала эксплуатации до 2018 г.): ЭКГ-20 (18), ЭКГ-35 УЗТМ, ЭКГ-20К , ЭКГ-20 КМ, ЭКГ-18Р, ЭКГ-32Р на угольных и рудных карьерах

Рис. 4 Среднемесячная производительность экскаваторов УЗТМ-КАРТЭКС (с начала эксплуатации до 2018 г.): ЭКГ-20 (18), ЭКГ-35 УЗТМ, ЭКГ-20К , ЭКГ-20 КМ, ЭКГ-18Р, ЭКГ-32Р на угольных и рудных карьерах

- на рудных карьерах 216,3–473,9 тыс. м3/мес. (в тоннах – 757,0–1327,0 тыс. т/мес.).

Удельная производительность на метр кубический ковша на угольных разрезах и рудных карьерах находится в диапазоне 454,4–919,4 тыс. т/м3 ковша (рис. 5).

Рис. 5 Удельная годовая производительность экскаваторов ЭКГ-20 (18), ЭКГ-18 Р, ЭКГ-20К, ЭКГ-20КМ, ЭКГ-32 и ЭКГ-35 на рудных и угольных карьерах в тыс. тонн на метр кубический вместимости ковша 20 м3 (по данным за срок эксплуатации экскаваторов в период 2016-2018 гг.)

Рис. 5 Удельная годовая производительность экскаваторов ЭКГ-20 (18), ЭКГ-18 Р, ЭКГ-20К, ЭКГ-20КМ, ЭКГ-32 и ЭКГ-35 на рудных и угольных карьерах в тыс. тонн на метр кубический вместимости ковша 20 м3 (по данным за срок эксплуатации экскаваторов в период 2016-2018 гг.)

Максимальная месячная производительность ЭКГD20 – 1090 тыс. м3/мес. (2616 тыс. т/мес.) была достигнута в июле 2019 г. на разрезе «Кедровский» АО «УК Кузбассразрезуголь») в комплексе с самосвалами БЕЛАЗ75306 грузоподъемностью 220 т при экскавации пород плотностью в массиве 2,4 т/м3 .

В июле 2019 г. на разрезе ООО «СП Барзасское товарищество» ЗАО «Стройсервис» экипаж экскаватора ЭКГD20 №13 достиг производительности 921 тыс. м3/мес. (2348 тыс. т/мес.) при двухсторонней погрузке вскрышных пород плотностью 2,55 т/м3 в массиве в самосвалы БЕЛАЗ-75131 грузоподъемностью 130 т (рис. 6).

Рис. 6 Экскаватор ЭКГ-18 №13 с ковшом вместимостью 20 м3 (SAE 2:1) в забое с погрузкой в автосамосвалы 130 т на разрезе ООО «СП Барзасское товарищество» ЗАО «Стройсервис»

Рис. 6 Экскаватор ЭКГ-18 №13 с ковшом вместимостью 20 м3 (SAE 2:1) в забое с погрузкой в автосамосвалы 130 т на разрезе ООО «СП Барзасское товарищество» ЗАО «Стройсервис»

Годовая производительность экскаваторов ЭКГD20 производства УЗТМ с ковшом 20 м3 на угольных разрезах составляет 4,7–7,6 млн м3 [1].

На рудных карьерах максимальная месячная производительность – 778 тыс. м3 (2178 тыс. т/мес. при плотности в массиве пород 2,8 т/м3) – была достигнута на экскаваторе ЭКГD18 №4 в августе 2018 г., работающем на карьере «Благодатный» Олимпиадинского ГОКа. Среднемесячная производительность с июня 2016 г. по июль 2019 г. (38 месяцев) составила 473,9 тыс. м3/мес. или 1327,0 тыс. т/мес.

Анализ расчетных и фактических операционных расходов на экскавацию ЭКГD20, включающих затраты на:

  • техническое обслуживание и ремонт (ТОиР)
  • расходные материалы (канаты, быстроизнашивающиеся части, ГСМ и проч.)
  • запасные части и инструменты;
  • трудозатраты и услуги по ТОиР;
  • электроэнергию;
  • расходы на оплату труда;

– показывает, что удельные операционные расходы в период до капитального ремонта (10 лет) при соблюдении нормативов на ТОиР при годовой производительности на уровне не ниже 6 млн м3 /год в условиях угольных разрезов не превышают 6,5 руб./м3. За весь период эксплуатации ЭКГD20 в течение 20 лет удельные операционные затраты на угольных разрезах составляют 7,4 руб./м3 (рис. 7).

Рис. 7 Изменение удельных накопленных затрат на владение и удельных операционных расходов канатного экскаватора ЭКГ20 в течение срока службы при экскавации пород плотностью 2,8 т/м3 в массиве и погрузке в самосвалы грузоподъемностью 220 т Рис. 7 Изменение удельных накопленных затрат на владение и удельных операционных расходов канатного экскаватора ЭКГ20 в течение срока службы при экскавации пород плотностью 2,8 т/м3 в массиве и погрузке в самосвалы грузоподъемностью 220 т

На рис. 8 представлена структура операционных расходов ООО «СП Барзасское товарищество» ЗАО «Стройсервис». В 2018 г. при отгрузке 6738,21 тыс. м3 удельные операционные расходы не превысили 6 руб./м3.

Рис. 8 Структура операционных расходов на экскавацию ЭКГ20 №13 на разрезе ООО «СП Барзасское товарищество» за 2018 г.

Рис. 8 Структура операционных расходов на экскавацию ЭКГ20 №13 на разрезе ООО «СП Барзасское товарищество» за 2018 г.

Удельный расход электроэнергии у отечественных канатных экскаваторов в зависимости от природно-технологических условий эксплуатации составляет 0,41–0,7 кВт·час/м3. Так, за период эксплуатации 9 ед. экскаваторов ЭКГD20 (18) УЗТМ (2012–2018 гг.) на разрезах АО «УК Кузбассразрезуголь» расход электроэнергии в среднем составил 0,51 кВт·час/м3. За этот период в среднем на парк ЭКГD20 (18) удельные затраты на ТОиР и электроэнергию суммарно не превысили 2,6 руб./м3.

Расчетные удельные операционные расходы за период 20 лет эксплуатации на ЭКГD20 на рудных карьерах при годовой производительности на уровне не ниже 5,0 млн м3 /год составляют 8,3 руб./м3.

Выводы

1. За последние три года 2016–2018 гг. комплекс горного машиностроения Банка ГПБ (АО) «УЗТМ-КАРТЭКС» поставил на карьеры России и стран СНГ 106 ед. канатных экскаваторов с ковшами вместимостью 10–35 м3.

2. ПАО «Уралмашзавод» освоил серийное производство канатных экскаваторов с реечным напором ЭКГD20 с ковшом 20 м3 ( SAE 2:1). К июлю 2019 г. на карьерах России и Казахстана эксплуатировалось 33 ед. ЭКГD20 (18).

3. В классах экскаваторов вместимостью более 15 м3 продукция ГК «УЗТМ-КАРТЭКС» за последние пять лет существенно увеличила свою долю поставок на карьеры России с 6% в 2010 г. до 45% 2018 г., потеснив гидравлические экскаваторы зарубежного производства.

4. Фактические значения среднемесячной производительности ЭКГD20 (18) УЗТМ в зависимости от природно-технологических, организационно-технологических условий и уровня организации технического обслуживания составляют (см. рис. 4):

- на угольных разрезах – 395,4–638,5 тыс. м3/мес. (в тоннах – 947,9–1593,6 тыс. т/мес.

- на рудных карьерах 216,3–473,9 тыс. м3/мес. (в тоннах – 757,0–1327,0 тыс. т/мес.).

5. Фактические удельные операционные расходы отечественных канатных экскаваторов ЭКГD20 за первые 10 лет эксплуатации на угольных разрезах не превышают 7 руб./м3. За весь нормативный срок эксплуатации (20 лет) расчетные совокупные затраты на владение ЭКГD20 на рудных и угольных карьерах не превышают 12 руб./м3.

6. Применение отечественных канатных электрических мехлопат с ковшом 20 м3 УЗТМ-КАРТЭКС в условиях высокой организации технологических процессов горных работ на карьерах обеспечит надежную и экономически эффективную работу горно-транспортного комплекса и существенно снизит зависимость предприятий от поставок импортной техники, запасных частей и материалов.

Литература:
1. Открытые горные работы XXI век. Справочник.Анистратов Ю.И., Анистратов К.Ю. и другие. Под ред. Анистратова К.Ю.: М., ООО «Система максимум», 2019. 640 с. : ил.
Ключевые слова: УЗТМ-КАРТЭКС, экскаваторы, одноковшовые, канатный напор, реечный напор

Журнал "Горная Промышленность"№5 (147) 2019, стр.20