Шахты и карьеры горнодобывающей отрасли ориентированы на эффективность, надежность, производительность и долговечность оборудования, используемого для работ открытым или закрытым способом, причем менеджменты предприятий все больше заинтересованы в простоте эксплуатации, поскольку квалифицированную рабочую силу становится все труднее найти. Колесные погрузчики, экскаваторы, карьерные самосвалы, бульдозеры, грейдеры, буровые установки, мобильные дробильно-сортировочные машины, а также другая стационарная (условно) и мобильная горно-шахтная техника постепенно, но стабильно переводится на автоматическое и/или автоматизированное, в том числе дистанционное управление, что с одной стороны снижает риски травматизма людей при горных работах, а с другой – соответствует текущему тренду «управления с пульта» нового поколения.

Становятся популярными системы дистанционного управления в пределах прямой видимости, которая позволяет исключить из потенциально опасных ситуаций травматизм при работе в зонах высоких подъемов, отвалов, крутых склонов, нестабильных поверхностей и участков, где находятся опасные материалы или возможность осыпей, причем в «тренде»:

• беспроводные технологии и бортовые электронные системы, позволяющие управлять машинами без присутствия оператора в кабине;
• удаленное дистанционное управление погрузкой, бульдозерными и экскаваторными работами;
• системы, позволяющие одному оператору-пользователю управлять несколькими машинами по одной за раз или менять местоположение рабочей площадки, не перемещаясь из офиса в машину, что повышает эффективность работы и сокращает время и затраты на поездки;
• системы отслеживания и прогнозной диагностики, которые помогают сократить количество перерывов в работе из-за погодных условий или проблем, не связанных с производством, и увеличить время безотказной работы машины и т.д.

Еще одной и буквально глобальной тенденцией в горнодобывающей отрасли стал переход на оборудование и машины с электрическим приводом также, хотя огромные размеры большей части оборудования в карьерах и горнодобывающей промышленности создают определенные логистические и технические проблемы, поскольку на участках разработки необходимо иметь доступ к большой мощности, либо к производству электроэнергии на месте от генераторов, сборок аккумуляторных батарей с инверторами и т.д., а это требует значительных инвестиций, причем и у разработчика карьера, шахты, и у производителя горнодобывающего оборудования.

Поскольку большое, мощное и дорогостоящее оборудование, как драглайны, экскаваторы/самосвалы, грейдеры, буровые установки, дробильно-сортировочные машины, амортизируемое в течение 20 и более лет, неспособно гибко реагировать на колебания рынков ресурсов, ожидается, что в ближайшем будущем рыночный спрос на автоматизированную горнодобывающую технику будет продолжать расти, чтобы справиться с такими негативными факторами, как краткосрочные (ежегодные) контракты на покупку, глобальная конкуренция в ценах на ресурсы (себестоимость производства) и скорость разработки новых месторождений. Еще одним трендом в горнодобывающей отрасли сегодня становится условное «слияние» производителей оборудования и разработчиков шахт, карьеров.

Столкнувшись с трудными условиями ведения бизнеса, горнодобывающая промышленность пережила период консолидации, включающий слияния горнодобывающих компаний, во время спада в горнодобывающей отрасли, который длился с 1990-х по начало 2000-х годов. Впоследствии цены быстро выросли в ответ на резкое увеличение спроса на ресурсы со стороны Китая и других развивающихся стран, что позволило горнодобывающим компаниям получить большую прибыль и привело к дальнейшему всплеску инвестиций и разработке новых месторождений по всему миру. В свою очередь это вызвало нехватку персонала, что побудило горнодобывающие компании привлекать производителей и поставщиков оборудования к совместной эксплуатации шахт и обусловило спрос на такие решения, как эксплуатация и техническое обслуживание машин.

Специфика современных производств горнодобывающего оборудования.

Общие тенденции электрификации, автоматизации горнодобывающего оборудования и более тесного сотрудничества производителей и разработчиков карьеров, шахт в совокупности с высокой конкуренцией на рынке, а в нашей стране – в условиях блокирования импорта комплектующих и материалов государствами с недружественным отношением к России предопределили существенные изменения в подходе к формированию и проведению производственно-технологических процессов на предприятиях, изготавливающих горнодобывающую технику.

В приоритеты выходят энергосбережение, интеграция «традиционного» производства с технологиями силового электрооборудования и электроники, позволяющая выйти на технику под управлением программно-логическими контроллерами (ПЛК) с дистанционным и удаленным (по Wi-Fi) управлением, системы привода переменного тока, в которой двигатель приводит в действие генератор, подающий питание на инверторы на IGBT транзисторах, троллейные системы и оборудование для подключения подвесной контактной сети, как правило, выполняемые в гибридных сборках приводов на электрических и дизельных двигателях. Кроме того, в сборных конструкциях горнодобывающего оборудования болтовые соединения для повышения надежности крепления и упрощения местной сборки постепенно заменяют сварные, повышаются требования к реальным, а не декларативным срокам выработки подвижных частей механизмов, стойкости к агрессивным, пыльным, загрязненным, сейсмоактивным средам и т.д.

Т.е. современное производство горнодобывающего оборудования сегодня должно быть полностью автоматизировано, что позволит исключить риски влияния человеческого фактора на производственно-технологические процессы и обеспечить надежность, долговечность, качество поставляемой продукции, по сути, насыщенной электронными и радиоэлектронными компонентами. В этой связи и с учетом критической необходимости снижения энергоемкости производства горнодобывающего оборудования для повышения конкурентоспособности предприятия необходимо проведение мероприятий и внедрение технических средств, как компенсации реактивной мощности, так и нивелирования гармонических искажений. И особенно потому, что к «традиционным» нелинейным нагрузкам на производствах добавляются и новые автоматизированные линии, агрегаты, машины на преобразователях и с ПЛК, которые должны интегрироваться с программно-логическими контроллерами систем АСУ более высокого уровня для обеспечения бесперебойности и точности проведения производственно-технологических процессов.

Установки УКРМ, УКРМФ, УКРМТ, УКРМТФ в производствах горнодобывающего оборудования.

Для гарантированного обеспечения эффективности энергосбережения, отсутствия рисков влияние на электронные компоненты АСУ и силовой сети гармонических искажений, стабилизации электроснабжения и качества получаемой электроэнергии на любом конкретном предприятии, изготавливающим горнодобывающее оборудование, должен быть проведен полный энергетический аудит. Это позволит выбрать, обосновать (технически, экономически) выбор способа компенсации реактивной мощности, места локализации, типа технических средств коррекции коэффициента мощности и/или нивелирования гармонических искажений, как генерируемых собственными источниками эмиссии, так и попадающих трансмиссией из распределительной или других электрических сетей, в том число на дизельных генераторах или электростанциях.

В целом любой эффективный проект энергосбережения и повышения энергетической эффективности предприятия с производством горнодобывающего оборудования может включать:

• очень недорогие, но эффективные в аспекте демпфирования постоянной (по времени, объему) потребности в реактивной энергии конденсаторные установки, батареи, модуля с ручным включением/отключением, при необходимости (в случае значительных гармонических искажений в сети) комплектуемые «резонансным» L-C колебательным контуром для подавления гармоник;
• конденсаторные установки повышения коэффициента мощности с автоматическим включением/отключением отдельных ступеней программно-логическим контроллером (ПЛК) через:
  - реле электромеханических контакторов – регулируемые и т.н. «релейные» или «контакторные» УКРМ, а при значительном уровне критических по амплитуде гармоник – «фильтровые» УКРМФ с «резонансным» L-C колебательным контуром (или контурами) доля демпфирования медленно изменяющейся потребности в реактивной энергии;
  - полупроводниковые вентиля (обычно на базе тиристоров) – регулируемые и т.н. «тиристорные» УКРМТ, а при значительном уровне критических по амплитуде гармоник – «фильтровые» УКРМТФ с «резонансным» L-C колебательным контуром (или контурами) доля демпфирования быстро/резко изменяющейся потребности в реактивной энергии;
• гибридные сборки – по сути, компактная и удобная в обслуживании комбинация нерегулируемых ступеней-батарей и релейных УКРМ (УКРМФ) или тиристорных УКРМТ (или УКРМТФ), в которые при необходимости могут быть добавлены пассивные или активные фильтры гармоник (АФГ);
• одно- многозвенные пассивные, АФГ и гибридные (на их основе) фильтры гармоник, исключающие негативы влияния гармонических искажений на работу силового оборудования, приборов, ПЛК и производственно-технологические процессы.