Первый из коробки

Оператор Дейтон Грэй (Dayton Gray) заводит самый большой в мире аккумуляторный погрузчик в зарядный отсек в откатке Lift 1 на блочной пещере New Gold's New Afton. Здесь нет мостовых кранов или вилочных погрузчиков. Система самозамены погрузчика отсоединяет и опускает разряженную аккумуляторную батарею, затем трамбуется, чтобы забрать полностью заряженную батарею и автоматически подключить ее. В течение всего процесса Грей не покидает кабину, управляя заменой, следуя подсказкам на сенсорном экране. Менее чем через шесть минут он выезжает из зарядного отсека и ускоряется вверх по склону.

Руководитель шахты New Afton Питер Прохотски считает этот процесс потенциальным будущим "дозаправки" для подземного мобильного оборудования.

"Это огромный шаг вперед для нашей отрасли - перейти с дизельного топлива на электрическое, и я рад принять в этом участие", - говорит он.

Погрузчик, первая 18-тонная аккумуляторная батарея (BEV) Sandvik LH518B, является первым крупным объектом инфраструктуры BEV в Нью-Афтоне. Золотодобывающая шахта, взорвавшая свой первый колокол в 2011 году и начавшая добычу в 2012 году, имеет опыт внедрения новых инновационных технологий, которые помогают обеспечить безопасность и здоровье ее сотрудников, а также повысить производительность. New Afton была одной из первых компаний, внедривших автоматизацию, и гордится тем, что стала первой в области добычи полезных ископаемых с использованием аккумуляторных батарей.

В 2016 году компания New Afton завершила технико-экономическое обоснование, чтобы определить жизнеспособность рудного тела C-Zone. Ожидается, что добыча на руднике C-Zone, содержащем около 29 миллионов тонн, начнется во второй половине 2023 года и продлит срок эксплуатации рудника New Afton до 2030 года. Компания New Afton с самого начала рассматривала возможность электрификации, поскольку глубина залегания нового рудного тела составляет 1 150 метров. По словам начальника рудника Джеффа Ламарша, в ходе исследования New Afton осознала ряд потенциальных преимуществ аккумуляторной батареи.

"Мы хотим принять электрификацию как часть будущего нашей шахты и, возможно,
будущего всей отрасли", - говорит ЛаМарш.

Проект C-Zone был утвержден в 2019 году, и компания New Afton совместно с консалтинговой и инжиниринговой компанией Tetra Tech и Управлением по гидро- и энергоснабжению Британской Колумбии провела отдельное исследование экономики парка аккумуляторных батарей на проекте C-Zone.

"С учетом полученных результатов мы решили принять решение об электрификации аккумуляторных батарей и изучить технологию до принятия решения о покупке парка LHD для C-Zone", - говорит Прохотски.

В 2020 году компания New Afton совместно с Sandvik провела трехмесячные испытания первого погрузчика Sandvik LH518B, чтобы укрепить доверие к погрузчику перед его приобретением. На руднике были установлены KPI для доступности, времени работы аккумуляторной батареи и рабочих параметров, включая скорость намыва и откатки.

"По всем параметрам, которые мы оценивали, LH518B превзошел все наши ожидания", - говорит Ламарш, которого особенно впечатлили усилие отрыва и грузоподъемность.

Что больше всего поразило Прохотского, когда он впервые увидел погрузчик, работающий под землей, так это отсутствие нагрева.

"Sandvik LH518B выделяет примерно на 10 процентов меньше тепла, чем аналогичный дизельный погрузчик, - говорит Прохоцкий, - поразительно, насколько меньше он выделяет тепла, так что это очень хорошо для нашего подземного рабочего места и окружающей среды". Оборудование, работающее на аккумуляторных батареях, значительно улучшает здоровье и гигиену наших сотрудников". Вентиляция для разубоживания тепла, частиц дизельного топлива и пыли в закрытых подземных помещениях является обязательным условием, и BEV помогают нам уменьшить количество этих загрязняющих веществ на рабочем месте".

Погрузчик с аккумуляторной батареей также намного тише, чем его дизельный аналог.

"Вы можете разговаривать один на один рядом с работающим оборудованием, чего никогда не сделаешь с дизелем", - говорит Ламарш.

Однако самым большим сюрпризом для Ламарша стала огромная мощность погрузчика.

"У Sandvik LH518B значительно больше мощности, - говорит он, - на традиционном дизельном двигателе нужно крутить двигатель, чтобы получить всю гидравлическую мощность, в то время как на BEV гидравлическая мощность максимальна, причем с самого начала. Мгновенный крутящий момент полезен как при разгрузке, так и при старте с рампы. С точки зрения производительности и эффективности, по нашему опыту, он намного опережает конкурентов в сравнении с дизельными аналогами".

Запуск, остановка и откатка на короткие расстояния оказали наибольшее влияние на сокращение времени цикла работы погрузчика с аккумуляторной батареей, но Прохотски говорит, что главным фактором производительности является плотность лошадиных сил.

"У Sandvik LH518B мощность двигателя колеса примерно в четыре раза больше, чем у его дизельного двигателя, поэтому время подъема на рампу пропорционально быстрее", - говорит он. "При откатке на рампе, на уклоне, мы обычно оцениваем скорость наших дизельных LHD примерно в семь-восемь километров в час, в то время как скорость аккумуляторных LHD составляет 12-14 километров в час".

Погрузчик также помогает New Afton достичь целей по сокращению выбросов парниковых газов.

"Частью миссии компании New Gold является ответственная добыча, - говорит Прохотски, - Мы понимаем, что выбросы парниковых газов во всем мире растут, и хотим попытаться сократить свое воздействие на окружающую среду. Когда совок работает в полную силу, мы сокращаем выбросы парниковых газов примерно на 700 тонн CO2-эквивалента в год по сравнению с дизельным LHD".

Данные компании New Afton по Sandvik LH518B показывают, что замена одного дизельного погрузчика на аналогичный BEV, как ожидается, сократит общие выбросы парниковых газов на шахте на 2 % за год при условии полной производительности.

"Это очень большое число, которое, помимо прочего, зависит от того, насколько интенсивно мы используем оборудование и сколько дизельного топлива мы компенсируем, но для подземных горных работ даже замена одной единицы дизельного оборудования на аккумуляторное может оказать значительное влияние на общее сокращение выбросов парниковых газов".

Потребление энергии Sandvik LH518B значительно меньше, чем у дизельного эквивалента погрузчика New Afton. "Общие затраты на энергию по сравнению с дизельным топливом составляют около 10,9 % в процессе эксплуатации", - говорит Прохоцкий.

Sandvik LH518B оснащен системой Auto- Swap, запатентованной системой самостоятельной замены аккумуляторных батарей Artisan. Погрузчик также является первым BEV-погрузчиком Sandvik с технологией AutoConnect, позволяющей оператору менять аккумуляторные батареи еще быстрее, не выходя из кабины.

"Технология AutoSwap и AutoConnect работает плавно и без сбоев, - говорит Прохотский, - это приятное преимущество для операторов, как в плане безопасности, так и в плане эффективности - не нужно выходить из кабины, чтобы отсоединить аккумуляторную батарею".

В New Afton оценили различные методики зарядки. ЛаМарш сказал, что возможность быстрой замены аккумуляторных батарей является преимуществом BEV от Sandvik, поскольку погрузчику не нужно стоять на стоянке в течение длительного времени.

"Для нас Sandvik LH518B был привлекательным вариантом, потому что он оснащен технологией замены батарей, а не быстрой зарядки, что очень хорошо для работы в блочном спелеологии", - говорит Ламарш, - "Замена батарей помогает обеспечить более эффективное использование оборудования, в то время как при быстрой зарядке необходимо время простоя, чтобы облегчить зарядку. Для нас, работающих с блочными спелеосистемами, замена аккумуляторных батарей является ведущей технологией. Когда вы полагаетесь на технологию быстрой зарядки, каждая минута влияет на использование оборудования".

Замена аккумуляторных батарей также позволяет New Afton распределять нагрузку на зарядку на более длительные периоды времени, помогая снизить агрессивную нагрузку на электросеть шахты, которую могут создавать решения для быстрой зарядки.

"Технология замены батарей - отличный вариант для нас, потому что нам нужно заряжать аккумуляторные батареи только до уровня чуть ниже разряда", - говорит ЛаМарш.

По мере расширения New Afton в сторону C-Zone, шахта будет ограничена первоначальным источником питания Lift 1 мощностью около 5 мегаватт.

"Мы собираемся проложить кабель того же диаметра глубже, поэтому, когда мы говорим об электрификации C-зоны, нам необходимо обеспечить, чтобы потребность в электроэнергии не превышала возможности нашего кабеля, - говорит Прохотский, - Мы считаем, что лучший способ добиться этого - распределить нагрузку на более длительный период времени. Мы по-прежнему потребляем то же количество энергии, электрифицируя наш производственный парк, но у нас нет пикового спроса на электроэнергию, превышающего количество энергии, которое могут обеспечить наши кабели". В конечном итоге для C-Zone мы хотим распределить потребление электроэнергии на максимально возможное время".

В настоящее время компания New Afton использует Sandvik LH518B в откаточном контуре подъемника 1 рудника для загрузки грузовиков и транспортировки руды к гирационной дробилке. К 2023 году рудник планирует перевести погрузчик в новую пещеру B3 для продолжения загрузки грузовиков. B3 - это, по сути, промежуточная зона, которая выведет New Afton из текущей зоны добычи Lift 1 вниз к будущей зоне C.

Пещера блока C-Zone находится на глубине около 550 метров под лифтом 1 и 1 150 метров ниже поверхности. Добыча на глубине будущего производственного участка сопряжена с проблемами вентиляции и эксплуатационных расходов, которые, по мнению Прохотского, могут быть решены с помощью BEV и электрификации.

"Экономичная добыча на такой глубине может быть сложной, и мы рассматриваем аккумуляторную батарею как одно из потенциальных решений этой проблемы", - говорит Прохотский. "Температура первозданной породы увеличивает нагрев уровня во время добычи, так что это и ограничения по вентиляции благоприятствуют использованию аккумуляторного оборудования".

New Afton получит два аккумуляторных погрузчика Sandvik Z50 в течение 2022 года, что позволит руднику воспользоваться существующей инфраструктурой аккумуляторных батарей и растущими знаниями о них. Хотя рудник приобрел 50-тонные самосвалы в качестве производственного решения для своего участка добычи B3, руководители рудника New Afton планируют использовать их для ускорения разработки зоны C до наращивания добычи B3 в четвертом квартале 2022 года.

"Использование аккумуляторных батарей позволит снизить тепловыделение в забое и устранить дизельные частицы", - говорит Прохотский.

По словам Прохотского, сотрудники завода Sandvik помогли компании New Afton с прогнозом скорости разряда и моделированием рабочего цикла для Sandvik LH518B.

"Sandvik помогает нам понять, как лучше расставить оборудование, как лучше расположить шлейфы, как разместить проходные и зарядные станции, какие критерии проектирования мы можем реализовать до того, как приступим к работе в зоне C, - говорит Прохотский, - У нас всегда были очень хорошие отношения с Sandvik. В течение долгого времени мы использовали бурения и болтеры Sandvik под землей, и продолжение наших отношений и переход к автоматизации, а теперь и к аккумуляторным батареям, было естественным развитием событий".

я лично считаю, что электрификация - это путь в будущее", - говорит Ламарш, - "Быть частью группы, которая станет пионером технологии BEV в подземной горной работе, очень интересно".

"В ближайшие несколько лет каждая шахта, скорее всего, столкнется с необходимостью капитального ремонта или замены оборудования, и я думаю, что они упустят свои возможности, если не займутся изучением или внедрением технологии аккумуляторных батарей", - говорит он.