Грузовой транспорт

Конкурентные преимущества грузового транспортного комплекса SkyWay

для транспортирования горной массы

В составе полных затрат по добыче и переработке полезных ископаемых затраты на транспорт являются одной из наиболее существенных составляющих. Это доказывает необходимость обоснования использования наиболее эффективного комплекса транспортирования, однако, зачастую полноценный и комплексный анализ оптимального транспортного комплекса не проводится, а предпочтение того или иного вида транспорта определяется, главным образом, субъективным мнением.

В настоящее время на горнодобывающих предприятиях, в основном, применяются следующие конкурирующие технологические транспортные комплексы: железнодорожный транспорт, подвесные воздушно-канатные дороги, конвейерный и автомобильный транспорт.

К основным факторам, оказывающим наибольшее влияние на выбор транспортного комплекса горнодобывающего предприятия, следует отнести:

  • рельеф и другие особенности района строительства (экологические аспекты, застройка, наличие природных и искусственных водных объектов и т.д.);
  • расстояние транспортирования;
  • объёмы транспортирования и тип грузов;
  • потребность в персонале;
  • капитальные затраты;
  • операционные затраты.

Как свидетельствует практика, для транспортировки сыпучих материалов на большие расстояния (от 10 км) наименьшей общей стоимостью (капитальные затраты и операционные за весь период эксплуатации) обладают, в большинстве случаев, канатно-ленточные конвейеры. В таблице приведены основные технические характеристики некоторых крупнейших в мире канатно-ленточных конвейеров. Для сравнения также приведены данные для варианта реализации грузового комплекса SkyWay с производительностью 65 млн. т/год (2,15 т/с), недостижимой для конкурирующих транспортных комплексов.

Наиболее важными являются [1]:

  • параметр, определяющий удельные затраты энергии на транспортирование горных масс Эуд, кВт×ч/т×км:

    где

    N – установленная мощность, кВт;

    L – длина транспортной системы, км;

    Ппроизводительность транспортной системы, т/ч.

  • себестоимость грузоперевозок Сэн (без учёта амортизационных отчислений), цент/т×км:

    где

    СкВт×ч = 25 центов – стоимость энергии за 1 кВт×ч.

     Таблица

    Сравнение основных технических характеристик некоторых крупнейших в мире

    канатно-ленточных конвейеров и грузовой транспортной системы SkyWay

Заказчик

Местоположение

Длина L, км

Производи-тельность П, т/ч

Продукт

Скорость V, м/с

Установленная мощность N, кВт

Годовая произво-дительность ПГ, млн.т.

Удельные затраты энергии ЭУД, кВт x ч/(т х км)

Себестоимость транспортирования горной массы при стоимости

 1 кВт × ч = 0,25 $ СЭН, цент

Peabody Energy

США

14,598

1360

уголь

4,19

1865

11,4

0,094

2,3

Anamax Mining Company

США

9,913

2000

медная руда

4,19

1865

16,8

0,094

2,4

Electricity Comm NSW

Австралия

10,4

2500

уголь

4

2500

21,0

0,096

2,4

Worsley Alumina

Австралия

30,441

2300

боксит

6

8000

19,3

0,114

2,9

Worsley Alumina

Австралия

20,712

2300

боксит

6

5200

19,3

0,109

2,7

Alpart

Ямайка

14,192

1428

боксит

4

1865

12,0

0,092

2,3

Грузовая транспортная система SkyWay

10,0

7738

руда, уголь

8

1800

65,0

0,023

0,6

Железнодорожная транспортная система

-

-

-

-

-

-

-

4,7

 

Себестоимость транспортирования горной массы при стоимости 1 кВт×ч = 25 центов

 

 

Как видно из таблицы, для указанных конвейерных транспортных систем эстакадного типа (с учётом незначительных уклонов по трассе) рассчитываемые параметры лежат в следующих диапазонах:

Например, для железнодорожного транспорта, как альтернативной транспортной системы, показатель  [2]

Грузовой транспортный комплекс SkyWay представляет собой продуктопровод эстакадного типа, предназначенный для осуществления перевозок сыпучих грузов (объём перевозок до 250 млн т./год).

Эстакада транспортного комплекса представляет собой преднапряжённую объёмно-ферменную структуру, установленную на опорах над землей. Высота опор такова, чтобы свободно пройти над существующей застройкой, транспортными магистралями, линиями электропередач, связи и прочими коммуникациями.

На эстакаде расположен штатный рельсо-струнный путь, предназначенный для протяжённого поезда-юникара, перевозящего сыпучие грузы, общей грузоподъёмностью до 100 тыс. тонн. Для обслуживания грузового транспортного комплекса и выполнения технологических операций предназначен технологическо-обслуживающий рельсовый автомобиль, передвигающийся по выделенной линии, совмещенной со штатной эстакадой.

Применение рельсо-струнных технологий и выбор наиболее оптимальных конструктивных параметров позволили инженерам ЗАО «Струнные технологии» снизить удельное сопротивление движению грузового подвижного состава и достичь значения удельных затрат энергии на Сэн  до уровня 0,023 кВт×ч/т×км (с учётом незначительных уклонов по трассе до 3‰) и снизить себестоимость транспортирования горной массы до 0,6 цента/т×км, что в 4–5 раз меньше в сравнении с альтернативными транспортными системами и в 8–12 раз меньше в сравнении с железнодорожным транспортом.

Кроме этого, имеется огромный потенциал при эксплуатации комплекса в горной местности. К примеру, если транспортировка происходит из горного региона на побережье или до местности, лежащей ниже разработки, то на расстоянии трассы в 500 км достаточно общего перепада высот в 1500 метров, чтобы комплекс вообще не потреблял электроэнергию для транспортировки руды. Используя рекуперируемую потенциальную энергию спускаемого с гор груза, грузовой транспортный комплекс SkyWay сможет существовать совершенно автономно, что особенно актуально для неосвоенных регионов планеты. Общая себестоимость перевозки такой системой окажется даже ниже, чем системы для равнинной местности за счёт отсутствия расходов на электроэнергию.

Транспортную структуру комплекса можно использовать для размещения высоковольтных линий электропередач, солнечных батарей, линий связи, размещать на опорах ветряные электростанции.

Немаловажным аспектом является и отсутствие экологических проблем, возникающих при строительстве и эксплуатации грузового SkyWay. Например, при возведении железнодорожной насыпи меняется естественная гидрология района, т.к. фактически насыпь представляет собой низконапорную плотину, которая выступает искусственным водоразделом. Значительную проблему представляет пересечение железной дорогой путей миграции животных, которые гибнут в больших количествах под колёсами локомотивов. Под строительство сети железных дорог происходит изымание из землеоборота плодородных сельскохозяйственных земель.

Всех этих проблем лишена грузовая транспортная система SkyWay: транспортная эстакада расположена на высоте 5–8 метров над землёй, опоры расположены через каждые 40–50 метров и площадь земли, изымаемой под одну промежуточную опору, не превышает 2 м2. Таким образом, на 1 км пути изымается не более 100 м2 земель с учётом анкерных опор (которые занимают до 50 м2/км). При монтаже транспортной эстакады используются малолюдные технологии, погрузка и разгрузка подвижного состава происходит в движении, без остановки, трасса является всепогодной и обладает большой долговечностью за счёт малых нагрузок на колесные оси и эстакаду. Данные технические и технологические решения апробированы на опытном участке дороги в г. Озёры Московской области [3].

Отсутствие экологических проблем при строительстве транспортной системы является значительным преимуществом, т.к. количество природоохранных мер (и соответственно денежных средств на их осуществление) в этом случае минимально. Например, первоначальная проектная стоимость газопровода на Аляске (США) составляла USD 600 млн., но после протестов общественности и экологических организаций его строительство было заблокировано. Затем, после осуществления всех природоохранных мер, что особенно дорого в условиях вечной мерзлоты, газопровод был построен, но обошёлся он уже в USD 5 млрд., т.е. в 8 раз дороже.

Известны случаи, когда крупные горнорудные проекты были закрыты, так как прокладка железной дороги до порта не проходила экологической экспертизы.

Грузовой SkyWay является прорывом в сфере транспортировки сыпучих грузов, он даёт возможность осуществить разработку тех месторождений, разрабатывать которые было экономически невыгодно или невозможно, используя традиционные виды транспорта: в условиях горной местности, в природоохранных зонах, в тундре, джунглях. Технологии SkyWay позволяют двигаться транспорту на уклон до 40% – и это значит, что система гибкая, эстакада буквально повторяет профиль местности, и стоимость путевой структуры увеличивается всего на 25–30 % по сравнению с вариантом для равнинной местности.

Стоимость транспортного комплекса SkyWay зависит от многих факторов: объёма перевозок, страны реализации, рельефа местности, природно-климатических и др. условий. Усреднённая стоимость подвижного состава, эстакады, терминалов и инфраструктуры, приведённая к 1 км протяжённости трассы, равна: в условиях равнины – от USD 1,5 млн./км, в условиях пересечённой местности – от USD 2 млн./км, в горных условиях – от USD 2,5 млн./км. Для сравнения: в условиях Австралии однопутная трасса грузовой железной дороги обходится заказчику в сумму от USD 5 млн./км.

С приходом технологий SkyWay добыча руды во многих горных регионах может стать рентабельной. Даже в идеальных условиях для ныне существующих транспортных систем, грузовой транспортный комплекс SkyWay требует меньших эксплуатационных расходов – в 4–5 раз при той же производительности, что позволит сэкономить сотни миллионов, и даже миллиарды долларов в год*. Для горных же условий грузовая транспортная система SkyWay позволит значительно увеличить прибыль по сравнению с обычными канатно-ленточными конвейерами, не говоря уже об традиционном железнодорожном транспорте, который в данных условиях просто не выдерживает никакой конкуренции. Например, допустимый продольный уклон в 0,9% заставляет железнодорожников проходить сквозь горы и строить тоннели, мосты и виадуки с громадными пролётами, рассчитанными под гигантскую нагрузку, это удорожает строительство железной дороги в горной местности, как минимум, в 2,5 раза и, зачастую, делает разработку месторождений нерентабельным. В случае пессимистичной цены добыча руды в горных районах становится нерентабельной при использовании железнодорожного транспорта, в то время как при использовании технологии SkyWay прибыль остается на достаточно высоком уровне. Данная особенность даёт компании, использующей транспортные технологии SkyWay, не только возможность процветать в трудные для всех остальных времена, но и использовать это «экономическое супероружие» для борьбы с конкурентами, добиваясь на некоторых направлениях полной монополизации отрасли.

Используемые источники:

  1. Журнал «Горная промышленность» № 3 2005, статья «Канатно-ленточные конвейеры большой протяженности», авторы: Andrew Lewis, генеральный менеджер, производственная линия «Транспортировка сыпучих материалов» компании Metso Minerals (UK) Ltd., Англия, Л.Гребенешников, директор по маркетингу (Защита от износа и конвейеры), ЗАО «Метсо Минералз РУС ЦО», Россия.
  2. Журнал «Горная Промышленность» № 2 2012, с.96, статья «Современные системы транспортировки полезных ископаемых и вскрышных пород», авторы: А.А. Твердов, к.т.н., горный инженер IEEC, А.В. Жура, к.э.н., консультант по экономике и маркетингу IEEC, С.Б. Никишичев, к.э.н., директор IEEC.
  3. Рациональное природопользование: ресурсо- и энергосберегающие технологии и их метрологическое обеспечение / Материалы международной научно-практической конференции, 22-24 июня 2004 г., Петрозаводск. – М.: ФГУП «ВИМИ», 2004. – 385 с.; с.98 – 100, статья «Струнная транспортная система – транспорт XXI века», автор: А.Э. Юницкий.


* Например, при дальности транспортирования 500 км горнорудная компания, имеющая объем перевозок 65 млн.т/год сэкономит (заработает) на транспортировке руды по сравнению с железной дорогой: (0,047-0,006)×500×65000000=1332,5 млн.USD/год. А за срок службы системы SkyWay (50 лет) экономия превысит USD 60 млрд.

© 2014- ЗАО «Струнные технологии»