Экскаваторы, в частности легендарные шагающие драглайны, выпускаемые на Уралмашзаводе, стали основой экскаваторного парка в СССР и сыграли революционную роль при разработке месторождений, строительстве крупнейших гидроэлектростанций, прокладке судоходных и оросительных каналов. В том числе за рубежом — при строительстве Асуанской плотины, ирригационных сооружений на реках Тигр и Евфрат и др.
Всего Уралмашзавод произвел 253 шагающих драглайна, более 150 из которых до сих пор работают на предприятиях России, стран СНГ, Монголии, Индии и КНДР. Подобные машины в мире выпускают еще только два производителя. Цена одной машины доходит до 1 млрд руб.
Фото: Предоставлено ОАО ОМЗ
Стандарт механической лопаты
Почти 80 лет назад, в 1935 году, на Уралмашзаводе был изготовлен первый карьерный экскаватор гусеничного типа с ковшом 3 куб. м для Коунрадского медного рудника на озере Балхаш. Сразу после окончания Великой Отечественной войны уралмашевцы создали новый карьерный экскаватор СЭ-3. Эти экскаваторы обеспечивали стране выработку до 1,2 млн куб. м горной массы в год.
Машины эти оказались с большим запасом прочности: со временем ковш сделали четырехкубовым и переименовали. Получилась в итоге серия — ЭКГ-4, ЭКГ-4,6, ЭКГ-5. В 1980 году был запущен в серию ЭКГ-5А с ковшом 5,2 куб. м, который стал самым массовым карьерным экскаватором в мире (выпуск этой модели достигал 400 машин в год) и до сих пор интенсивно используется в горной промышленности.
Советским горнякам требовались машины, способные разрабатывать в карьерах уступы более высокие и широкие, чем под силу обычным экскаваторам. Поэтому Уралмашзавод с 1955 года стал выпускать скальные гусеничные экскаваторы ЭКГ-8. Новая машина имела ковш емкостью 8 куб. м для нормальных грунтов и 6 куб. м — для особо тяжелых работ. В проекте этого экскаватора было применено немало новых оригинальных решений. Для того времени это была самая мощная механическая двухгусеничная лопата в СССР, в полтора раза увеличившая высоту уступов в карьерах и радиус действия ковша. В дальнейшем производство экскаваторов такого типа было передано на "Ижорские заводы".
На базе ЭКГ-8 уралмашевские конструкторы создали специальные вскрышные лопаты с меньшим давлением на грунт, способные загружать вынутую породу в вагоны и самосвалы, находящиеся на одну ступеньку выше экскаватора. В 1956 году был создан экскаватор ЭВГ-4, а в 1957 году — ЭВГ-6. Это была очень мощная машина, способная поднимать ковш емкостью 6-8 куб. м для разгрузки на высоте 22 м. Однако эти машины в серию не пошли.
В 1977 году на предприятии был выпущен опытный образец первого в СССР гидравлического экскаватора с ковшом вместимостью 12 куб. м. Даже у ведущих зарубежных фирм машины подобного класса находились тогда только в стадии разработки. Как экспериментальные исследования, так и промышленная эксплуатация экскаватора проводились на разрезе "Кедровский" ПО "Кемеровоуголь". Испытания показали его определенные технологические преимущества перед мехлопатами. В начале 1980-х был изготовлен гидравлический экскаватор-гигант того времени ЭГ-20А с ковшом вместимостью 20 куб. м. Но и эти машины не стали выпускать серийно в связи с тем, что некоторые комплектующие для них требовалось приобретать за валюту, которой стране не хватало. В 1997 году был изготовлен гидравлический экскаватор ЭГО-4А (обратная лопата с ковшом 4 куб. м) для угольщиков Приморья. Были созданы рабочие проекты гидравлических экскаваторов ЭГ-15 и ЭГ-20Б (прямые лопаты) и обратной мехлопаты ЭГО-8.
Запас прочности
Особое направление экскаваторного производства на Уралмашзаводе — шагающие экскаваторы. В начале 1948 года советское правительство поставило вопрос создания шагающих экскаваторов. Сроки по созданию проекта были поставлены нереальные даже с позиции сегодняшних возможностей — восемь месяцев. Причем уралмашевцам впервые предстояло осуществить работу подобного рода. При этом не было никакой достоверной информации о зарубежных машинах такого класса, не говоря уже об отсутствии подобных импортных машин в экскаваторном парке СССР. Основными целевыми параметрами экскаватора стали: объем ковша — 14 куб. м, длина стрелы — 65 м, общий вес — 1,1 тыс. тонн.
Работы было много. Идеи конструкторы брали отовсюду. Так, например, по признанию одного из создателей первого советского экскаватора, при проектировании стрелы никак не получалось найти решение, при котором она была бы легкой, но достаточно прочной. И решение подсказал балет "Лебединое озеро". Легкие, изящные па артистов балета, как ни странно, натолкнули на мысль сделать стрелу экскаватора из труб — по-своему легких и изящных, а все элементы, работающие на растяжение, скрепить стальными канатами-вантами.
Однако, наверное, самым инновационным стало решение заставить шагать экскаватор с помощью гидравлики — это вместо традиционно применяемой, но не самой надежной системы эксцентриков на массивном валу. А еще у новых машин была совсем необычная компоновка оборудования со смещением на платформе наиболее тяжелых узлов назад — лебедок, электромашинной автоматики управления главных приводов и т. д. При этом резерв экскаватора вышел солидным: стрелу, по заключению экспертов, можно было увеличить с 65 до 75 м. К намеченному сроку первые две машины ЭШ 14.65 были изготовлены и успешно начали трудиться на прокладке судоходных и оросительных каналов.
Все принятые тогда принципиальные новые решения себя оправдали и затем легли в основу проекта еще более мощного драглайна ЭШ 25.100.
Первые уралмашевские шагающие драглайны проработали до 1979 года, то есть почти 30 лет, побив все рекорды долголетия таких машин. Хорошо показали себя и другие модели. Так, экскаваторы ЭШ 10.75 (N3) и ЭШ 14.75 (N6) сыграли большую роль в успешном окончании строительства Княжегубской ГЭС и Иркутской ГЭС на Ангаре.
Каждый следующий шагающий драглайн был более совершенным, чем его предшественники. Так, при стреле 75 м емкость ковша увеличилась с 10 до 14 куб. м, а при стреле 65 м емкость ковша возросла с 14 до 20 куб. м. Улучшилась и "начинка" машин, что сказывалось на их надежности: если в 1956 году производительность ЭШ 14.75 составляла в среднем 3,67 млн куб. м в год, то в 1957 году она уже превышала 4 млн куб. м. Кстати, благодаря мощным шагающим экскаваторам-драглайнам марки УЗТМ в СССР получил широкое распространение наиболее эффективный бестранспортный способ вскрышных работ при добыче полезных ископаемых.
В 1959 году Уралмашзавод начал серийный выпуск новой модели шагающих экскаваторов — ЭШ 15.90 — с ковшом 15 куб. м и стрелой 90 м. Это был качественный шаг вперед: три таких экскаватора общим весом 4,2 тыс. тонн вполне заменяли в работе четыре экскаватора ЭШ 14.75 общим весом 5,6 тыс. тонн. В мире в то время ничего подобного экскаватору ЭШ 15.90 не было: у самой лучшей зарубежной модели Ransomes-Rapier W1400 длина стрелы составляла 86 м, объем ковша — 15,3 куб. м, стрела весила 126,5 тонны (а у ЭШ 15.90 — только 95 тонн).
Самым крупным советским экскаватором стал ЭШ 100.100, введенный в эксплуатацию на угольном разрезе "Назаровский" в июне 1980 года. Вес его составлял 10,5 тыс. тонн.
В июле 1997 года состоялась презентация нового уралмашевского проекта — шагающего экскаватора ЭШ 40.100, контракт на изготовление которого был заключен с крупнейшим в России угольным предприятием АО "Востсибуголь". Эта машина, спроектированная на базе экскаватора ЭШ 40.85, воплотила в себе все лучшее, что когда-либо было создано уралмашевскими и вообще отечественными специалистами в области тяжелого экскаваторостроения. Благодаря многим принципиально новым решениям она значительно отличается в лучшую сторону от своего прообраза — экскаватора ЭШ 40.85.
Был также изготовлен и введен в эксплуатацию на угольном разрезе "Тулунский" ЭШ 65.100. Весной 2001 года Уралмашзавод совместно с японской компанией Itochu Corp. одержали победу в тендере на поставку шагающего экскаватора ЭШ 25.90 в Монголию. Победа была одержана в борьбе с ведущими экскаваторостроительными компаниями мира.
Северный драглайн
На угледобывающих предприятиях России драглайны Уралмашзавода по бестранспортным схемам перемещают более 30% от общего объема всех вскрышных пород. За пределами России наибольшие парки подобных машин эксплуатируются в США, Австралии, ЮАР, Канаде и Индии. Крупные шагающие экскаваторы-драглайны выпускают только три производителя в мире: Уралмашзавод и американские Caterpillar (Bucyrus) и P&H.
Последняя крупная поставка Уралмашзавода — драглайн (шагающий экскаватор ЭШ 20.90) стоимостью около 1 млрд руб. для ОАО "Разрез "Красногорский"". Месторождение расположено в Междуреченске и принадлежит ОАО "Южный Кузбасс". Это один из самых мощных шагающих экскаваторов, спроектированных еще в 1970-е годы. В данный момент заканчиваются пусконаладочные работы драглайна. В 2007 году введен в эксплуатацию точно такой же экскаватор: ОАО "Мечел" получило в свое распоряжение ЭШ 20.90 для Эльгинского каменноугольного месторождения, расположенного в Якутии.
Специально для Эльгинского месторождения был разработан проект северного драглайна: в нем применены специальные стали и технологии сварки металлоконструкций, стали с повышенной вязкостью для зубчатых передач и ответственных узлов, специальные морозостойкие технические резины и смазочные материалы.
Технические решения северного драглайна планируется использовать в продукции для предприятий Сибири и Дальнего Востока, например для Кимкано-Сутарского ГОКа (группа "Петропавловск") и Удоканского медного ГОКа (УК "Металлоинвест").
В 2011-2012 годах было поставлено два драглайна ЭШ 11.75 для цементных предприятий Республики Беларусь, а также для разреза "Степной", расположенного в Хакассии и принадлежащего компании "Русский уголь".
На сегодня Уралмашзавод произвел и поставил 253 шагающих драглайна, более 150 из которых до сих пор работают на предприятиях России, стран СНГ, Монголии, Индии и КНДР.
Опыт эксплуатации драглайнов Уралмашзавода на горных предприятиях показывает, что при выполнении всего комплекса работ по техническому обслуживанию с заменой комплектующих срок их службы достигает 30 и более лет, а многих из них — сегодня и 50 лет.
Цикл загрузки
Кроме крупных шагающих экскаваторов Уралмашзавод производит и гусеничные — мобильные машины, созданные на базе карьерных экскаваторов ЭКГ-5А (самая массовая модель карьерного экскаватора в мире: ее выпуск достигал 400 штук в год) и ЭКГ-12 (создан в 1990-е годы, предназначен для погрузки в самосвалы грузоподъемностью 120-130 тонн). С 2001 года Уралмашзавод приступил к промышленному выпуску карьерного экскаватора ЭКГ-12 с ковшами 12, 14, и 16 куб. м. Причем перед запуском в производство промышленных образцов в конструкцию экскаватора по результатам испытаний был внесен ряд усовершенствований, которые обеспечили повышение технологических параметров и показателей надежности. По заявке Соколовско-Сарбайского государственного производственного объединения (г. Рудный, Казахстан) на базе экскаватора ЭКГ-12 был выполнен проект карьерного экскаватора с удлиненным рабочим оборудованием ЭКГ-9Ус. Такой экскаватор значительно расширяет возможности безопасной и высокопроизводительной разработки высоких уступов, так как высота черпания у него составляет 20 м. А в конце 2011 года на Краснобродском угольном разрезе УК "Кузбассразрезуголь" была введена в опытно-промышленную эксплуатацию первая и очень перспективная машина — ЭКГ-18. Эта машина работает на погрузке 220-тонных самосвалов. Цикл загрузки — пять-шесть ковшей за 3 мин. 40 сек. (при -35°С). Обрабатывает скальные породы III-IV категорий. Высота забоя — 19-20 м. Суточная производительность — 18-22 тыс. куб. м. В 2013 году ЭКГ-18 поставлен для упоминавшегося Красногорского разреза (группа "Мечел"). В 2014 году подобный экскаватор поставлен на ОАО "Михайловский ГОК" (УК "Металлоинвест").