Проблемы, стоящие перед горнодобывающей промышленностью в связи со снижением выбросов и соблюдением ужесточившихся в последнее время норм, а также связанные с этим проблемы минимизации затрат на простой оборудования и чрезмерных расходов, усугубляются в этой области. подземные шахты там, где ограничена вентиляция и уделяется больше внимания безопасности. Однако большинство вариантов энергоснабжения, включая возобновляемое дизельное топливо, водород, батареи и топливные элементы, можно проверить с помощью самого проверенного оборудования для подземной добычи полезных ископаемых — подземного горного погрузчика.
Под капотом 2026 года: реальное внедрение, компромиссы и технологии, специфичные для горнодобывающей промышленности.
Стремление к более экологичным источникам энергии в подземной добыче полезных ископаемых
Шахты работают в суровых условиях. Глубоко под землей качество воздуха имеет большее значение, чем почти где бы то ни было. Традиционные дизельные погрузчики десятилетиями обеспечивали работу отрасли. Они обладают высоким крутящим моментом и позволяют работать в течение длительных смен. Тем не менее, регулирующие органы в Европе, Северной Америке и некоторых частях Австралии теперь ограничивают выбросы твердых частиц дизельного топлива. На некоторых предприятиях уже действуют углеродные налоги или ограничения на выбросы.
Таким образом, происходит медленная эволюция в сторону транспортных средств и топлива с низким уровнем выбросов. Использование возобновляемого дизельного топлива довольно просто и, как правило, требует лишь заправки, а не серьезной модификации двигателей или транспортных средств. Транспортные средства на водородном топливе или электромобили на топливных элементах предлагают вариант с нулевым уровнем выбросов, но сопряжены с рядом проблем, таких как хранение, как и электромобили на аккумуляторных батареях, например, вес.
Возобновляемое дизельное топливо: практическое решение
Начать использовать возобновляемое дизельное топливо на шахте довольно просто. Возобновляемое дизельное топливо производится из отработанного масла или растительного сырья и может использоваться в любом дизельном двигателе. Крупный медный рудник в Чили в прошлом году перевел 40% своего парка техники на возобновляемое дизельное топливо. Механики обнаружили очень незначительную разницу в работе и производительности, в некоторых случаях даже топливные фильтры оставались чище, а операторы даже слышали разницу, поскольку двигатель работал немного тише.
Доступность этого вида топлива в отдаленных районах цепочки поставок ограничена. Цены на него, на 10-30% превышающие цены на дизельное топливо, могут варьироваться в зависимости от местоположения. Для средних предприятий, использующих подземные горные погрузчики для коротких перевозок, может быть целесообразно попробовать его, одновременно тестируя другие альтернативы.
Аккумуляторные электросистемы: эффективны в компактных устройствах.
В шахтах с узкими туннелями и короткими рабочими циклами идеально подходит оборудование с аккумуляторным питанием. Канадский никелевый рудник недавно ввел в эксплуатацию несколько электропогрузчиков, которые начнут работать в 2025 году. Зарядка осуществляется во время смены с помощью подвесного пантографа или быстрой замены аккумуляторных батарей. Благодаря отсутствию выхлопных газов дизельных двигателей было отмечено значительное снижение затрат на вентиляцию.
Подземное оборудование становится чище и тише, чем когда-либо прежде. Мгновенный крутящий момент и плавное управление обеспечивают превосходную работу. Однако вес батареи влияет на грузоподъемность. В условиях низких температур под землей дальность хода еще больше сокращается. Современные модели, как правило, имеют ресурс работы от одной зарядки 4-6 часов. Это делает их подходящими для большинства видов разработки, но не подходящими для высокопроизводительных камер, работающих круглосуточно.
Водород и топливные элементы: перспективы на будущее
Водородные топливные элементы могут вырабатывать электроэнергию, необходимую для работы транспортного средства, и при этом в качестве побочного продукта они производят только воду. Несколько крупных железорудных шахт в Австралии в настоящее время проводят пилотные испытания подземных погрузчиков, работающих на топливных элементах. Заправка грузовиков занимает считанные минуты, тогда как часы, необходимые для подзарядки обычных грузовиков, не позволили бы обеспечить такую непрерывную работу, особенно при тяжелых и длительных работах.
Создание водородной инфраструктуры для шахт — дорогостоящий процесс. Для подземных шахт требуется производство на месте или надежная подача водорода по трубопроводу на поверхность. Хранение водорода также необходимо защитить от нецелевого использования. Хотя первые результаты кажутся многообещающими, прежде всего, необходимо подтвердить долговечность в пыльной и влажной среде с помощью большего опыта.
Поиск оптимального баланса для различных шахт
Универсального решения не существует. Опытные операторы шахт используют различные технологии, чтобы адаптироваться к конкретной планировке шахты, достичь производственных целей и максимально эффективно использовать имеющиеся в их распоряжении ресурсы.
Факторы, влияющие на принятие решений:
- Глубина и вентиляция — В более глубоких шахтах больше пользы от использования экологически чистых решений для снижения затрат на электроэнергию для вентиляторов.
- Дальности перевозок — на больших расстояниях предпочтительнее использовать водород или возобновляемое дизельное топливо.
- Режимы работы — Высокоинтенсивная нагрузка подходит для топливных элементов; более короткие повторяющиеся задачи хорошо работают с батареями.
- Капитальные и эксплуатационные затраты — батареи часто имеют более высокую первоначальную стоимость, но более низкие затраты на электроэнергию в долгосрочной перспективе.
Вот краткое сравнение, которое используют многие менеджеры автопарков:
| Технологии | Время заправки/подзарядки | Выбросы | Лучше всего подходит для | Главный недостаток |
| Возобновляемое дизельное топливо | Протокол | Низкий | Существующий флот, дальние рейсы | Наличие поставок |
| Аккумуляторный электромобиль | 1-4 часа | Ноль | Короткие циклы, узкие туннели | Ограничения по весу и дальности |
| Водородный топливный элемент | Протокол | Ноль | Тяжелая непрерывная работа | Стоимость инфраструктуры |
В реальных шахтах редко делают ставку исключительно на один вариант. Типичное среднее по размеру подземное предприятие может использовать возобновляемое дизельное топливо на основных погрузчиках, аккумуляторные батареи в зонах разработки и проводить испытания прототипа топливного элемента в экспериментальном режиме.
Роль современных подземных горных погрузчиков
Большая часть новой подземной техники сосредоточена вокруг подземных горных погрузчиков. Эти безгусеничные погрузчики (LHD) должны будут хорошо работать в сложных подземных условиях, независимо от того, работают ли они на дизельном топливе, аккумуляторах или в будущих гибридных системах.
В ZDL614 Это еще один пример. Благодаря ковшу объемом 6 м³ и грузоподъемностью 14 тонн в туннелях размером 4,5 м x 4,5 м машина способна обрабатывать большие объемы руды и пустой породы. Центральная шарнирная конструкция и поворотная задняя ось обеспечивают высокую маневренность в стесненных условиях, а операторы довольны закрытой кабиной с кондиционером и отличной обзорностью. Когда на шахте тестируют новые силовые агрегаты, проверенное механическое шасси этих погрузчиков часто модифицируют для проверки силового агрегата.
В настоящее время существует множество погрузчиков, предназначенных для работы на различных источниках энергии. Например, некоторые погрузчики, работающие сегодня на возобновляемом дизельном топливе, в будущем смогут быть переоборудованы для работы на водороде. Это означает, что горнодобывающие предприятия смогут избежать «замораживания» своих капиталовложений по мере появления новых технологий.
Как будут выглядеть ближайшие несколько лет
К 2030 году большинство аналитиков ожидают доминирования смешанного подхода. Возобновляемое дизельное топливо, вероятно, останется основой для многих автопарков, особенно в развивающихся регионах. Аккумуляторные технологии будут быстро совершенствоваться для погрузчиков малого и среднего размера. Водород будет развиваться там, где горнодобывающая промышленность сможет оправдать создание соответствующей инфраструктуры.
Ключ к успеху? Данные. Шахты, которые тщательно отслеживают расход топлива, затраты на техническое обслуживание и производительность для каждого типа силовых установок, принимают более взвешенные решения. Пилотные программы с использованием всего нескольких подземных погрузчиков часто показывают, что работает лучше, прежде чем задействовать весь парк техники.
ЦИНДАО ЗОНГДА MACHINERY CO., LTD. Компания обладает солидным опытом, позволяющим адаптироваться к меняющимся условиям. Основанная около десяти лет назад ветеранами горнодобывающей промышленности, она специализируется на безрельсовой подземной технике, которая ежедневно работает в сложных условиях. Они производят погрузчики, грузовики и вспомогательную технику, ориентируясь на реальные потребности шахт: прочные рамы, надежная гидравлика и кабины, обеспечивающие комфорт оператора.
Отличительной чертой компании является их практический подход. ZONGDA тесно сотрудничает с клиентами при модернизации оборудования и запуске новых проектов. В их команду входят инженеры, которые разбираются как в механических системах, так и в стремлении к более экологичным методам работы. Многие из их подземных горных погрузчиков имеют конструкцию, позволяющую использовать различные конфигурации питания по мере развития шахт. Компания уделяет особое внимание качественному производству в Циндао и надежной работе. послепродажная поддержкаКомпания ZONGDA завоевала доверие постоянных клиентов на нескольких континентах. Они не просто продают оборудование — они помогают горнодобывающим предприятиям продумать, как новое оборудование вписывается в более широкие цели устойчивого развития.
Вывод
Горнодобывающая промышленность не выбирает победителей и проигравших среди технологий возобновляемого дизельного топлива, водорода, аккумуляторов и топливных элементов. Вместо этого отрасль изучает, как лучше всего комбинировать их все для создания наиболее эффективного решения своих задач. Внедряя сбалансированный подход, отрасль может сократить выбросы, сохраняя при этом производительность и безопасность. Для тестирования различных технологий логично начать с подземного горного погрузчика, поскольку он используется для большей части перемещения материалов ежедневно.
Сохраняя гибкость и принимая решения на основе данных, компании выйдут на первое место по мере перехода отрасли к более экологичным методам работы.
Часто задаваемые вопросы
Какова роль подземных горных погрузчиков в переходе к использованию аккумуляторных и водородных источников энергии?
Современные подземные горные погрузчики, такие как от ZONGDA, часто используют проверенные шасси, которые могут принимать различные силовые установки. Это позволяет горнодобывающим предприятиям тестировать варианты с аккумуляторными батареями или водородным топливом, не перестраивая весь рабочий процесс.
Какие проблемы возникают при эксплуатации подземных горных погрузчиков с аккумуляторным питанием под землей?
Для работы аккумуляторных установок необходимы тщательно продуманные графики зарядки и эффективное управление тепловым режимом. В более глубоких шахтах они снижают потребность в вентиляции, но по сравнению с дизельными моделями требуют более тщательного планирования грузоподъемности и времени цикла.
Можно ли использовать возобновляемое дизельное топливо в современных подземных горных погрузчиках без доработок?
Да. Подавляющее большинство современных подземных горных погрузчиков спроектированы для работы на возобновляемом дизельном топливе в качестве «прямой» замены. Это очень привлекательный «первый шаг» к сокращению выбросов в подземных шахтах в краткосрочной перспективе, а также возможность в полной мере оценить потенциал альтернативных технологий, таких как топливные элементы, для более длительного использования.
Как горнодобывающие предприятия выбирают между водородными топливными элементами и аккумуляторными системами для своих погрузчиков?
Как правило, все сводится к режиму работы и инфраструктуре. Водород лучше подходит для длительных, напряженных смен с быстрой заправкой. Аккумуляторы подходят для более коротких, повторяющихся задач, где зарядные станции можно установить рядом с рабочими зонами.
На что следует обратить внимание операторам шахт при модернизации парка подземных горных погрузчиков?
Сосредоточьтесь на оборудовании, разработанном с учетом гибкости, мощной местной поддержки и проверенной долговечности в аналогичных условиях. Производители с реальным опытом работы в горнодобывающей промышленности помогут подобрать оптимальное решение по электроснабжению, соответствующее конкретной планировке вашего рудника и целям.
