Тим Виитанен, вице-президент по разработке продукции в компании Railveyor, исследует, как глубина шахты, темпы добычи и сроки эксплуатации шахты влияют на выбор между электромобилями (BEV) и альтернативными системами электрической транспортировки.
Хотя технологии электрифицированной транспортировки быстро набирают популярность в горнодобывающей промышленности, поскольку операторы стремятся к снижению выбросов углерода и стабильности эксплуатационных расходов, выбор между электромобилями (BEV) и альтернативными системами электрической транспортировки по-прежнему в значительной степени зависит от экономических факторов, специфичных для конкретного рудника.
По словам Тима Виитанена, вице-президента по разработке продукции компании Railveyor, ключевыми переменными остаются глубина шахты, темпы добычи и срок эксплуатации шахты.
“В конечном итоге эти факторы определяют, какая система транспортировки является наиболее экономически эффективной и устойчивой на протяжении десятилетий эксплуатации”, — сказал Виитанен. “Глобальные горнодобывающие компании находятся под растущим давлением с целью сокращения выбросов, и многие из них ставят перед собой цель достичь нулевого уровня выбросов к 2050 году”.”
Это приводит к росту интереса к технологиям электрифицированной транспортировки. Недавнее исследование GlobalData «Развитие электромобилей в открытой и подземной добыче полезных ископаемых» показало, что по состоянию на март 2025 года в мире эксплуатировалось 387 карьерных самосвалов с аккумуляторным питанием, а также 271 самосвал с тележкой для перемещения грузов на открытых горных работах.
В отчете отмечается, что самосвалы с аккумуляторным питанием в основном находятся на стадии прототипа для крупномасштабного применения в горнодобывающей промышленности, хотя их внедрение неуклонно растет. Виитанен заявил, что основной движущей силой растущего внимания к технологиям электрифицированной транспортировки является стремление отрасли к декарбонизации, поскольку горнодобывающие компании также стремятся к повышению экономической стабильности за счет более предсказуемого энергопотребления и технического обслуживания.
“Электрификация шахт — это очевидное направление”, — сказал он. “Переход от дизельных грузовиков к электрифицированным системам транспортировки — это естественный шаг в стремлении сократить выбросы углекислого газа и обеспечить долгосрочную экономическую стабильность”.”
Исследования компромиссов
В этом контексте для горнодобывающих предприятий характерно проведение сравнительного анализа различных систем транспортировки – сравнение вариантов с дизельными двигателями и электрических альтернатив, а также оценка сравнительных преимуществ различных электрических систем транспортировки.
“Многие операторы оценивают, как гибридные системы легкорельсового транспорта, такие как Railveyor, могут удовлетворить их конкретные эксплуатационные потребности, а также проводят испытания электромобилей для оценки таких факторов, как доступность, циклы зарядки и срок службы батарей”, — сказал он.
В исследовании, подготовленном австралийской консалтинговой компанией Mining Plus, сравнивались пять методов транспортировки – дизельные самосвалы, электромобили, конвейеры, шахты и системы Railveyor – на глубинах шахт от 500 до 1250 м и при производительности от 1 до 20 млн тонн в год. Исследование показало, что оптимальная система транспортировки в значительной степени зависит от глубины, тоннажной производительности и срока эксплуатации шахты.
Сосредоточившись на различиях между электрогрузовиками и Railveyor, Виитанен отметил, что в исследовании рассматривались экономические аспекты их соответствующих инфраструктурных требований, узкие места и операционная гибкость.
Инфраструктура
Автопарки электромобилей требуют наличия зарядной инфраструктуры и оперативных схем, поддерживающих движение автопарка, включая зоны обгона и подходящие размеры штолен. Гибридные системы легкорельсового транспорта, такие как Railveyor, используют электрифицированную железнодорожную инфраструктуру, приводные станции и автоматизированное управление, представляя собой альтернативный подход к проектированию транспортных систем для горнодобывающей промышленности.
По мере углубления шахт вопросы инфраструктуры приобретают все большее значение. Увеличение расстояний транспортировки может привести к увеличению времени цикла работы электрогрузовиков, что потенциально потребует дополнительных транспортных средств для поддержания производственных показателей, а также повлияет на организацию движения и оперативное планирование под землей. Гибридные системы легкорельсового транспорта, напротив, могут масштабироваться за счет расширения железнодорожной инфраструктуры и добавления вагонов, предлагая иной подход к стабилизации пропускной способности на больших глубинах.
“Важным фактором также становится энергетическая инфраструктура”, — пояснил Виитанен. “Электромобилям требуются системы зарядки, которые должны быть интегрированы в электросети шахты, в то время как гибридные системы легкорельсового транспорта получают непрерывное питание непосредственно от инфраструктуры снабжения шахты и могут рекуперировать энергию за счет рекуперативного торможения”.”
Виитанен добавил, что стратегии зарядки и требования к мощности, вероятно, останутся важным фактором для операторов, оценивающих внедрение электромобилей в более глубоких шахтах с крутыми уклонами, особенно по мере того, как частота зарядки и требования к инфраструктуре будут меняться вместе с эксплуатационными потребностями.
Узкие места
Он также отметил, что операционные узкие места остаются важным фактором. Автопарки электрогрузовиков работают по циклическим системам, где интервалы погрузки, движения, разгрузки и зарядки влияют на производительность. Согласно сравнительному исследованию, эти факторы могут создавать заторы и очереди под землей, особенно по мере увеличения размера автопарка.
“Гибридные системы легкорельсового транспорта, напротив, работают непрерывно, а автоматизированные процессы погрузки и разгрузки сокращают количество транспортных взаимодействий под землей”, — пояснил он.
Модель компромисса также выявила различия в подходах к трудовым ресурсам и техническому обслуживанию. Эксплуатация электромобилей обычно требует наличия операторов, диспетчерских систем и ремонтных бригад, масштабы которых пропорционально размеру парка, в то время как гибридные системы легкорельсового транспорта в большей степени полагаются на стационарную инфраструктуру, при этом техническое обслуживание сосредоточено на рельсах и приводных станциях, а не на больших мобильных парках.
Требования к вентиляции также остаются важным экономическим фактором под землей. Как электромобили, так и гибридные системы легкорельсового транспорта предлагают значительные преимущества за счет исключения выбросов дизельных выхлопных газов, снижения зависимости от обширной вентиляционной инфраструктуры и уменьшения эксплуатационных расходов, связанных с вентиляцией. Однако в исследовании отмечается, что тепловые потоки и твердые частицы по-прежнему требуют управления вентиляцией.
Операционная гибкость
Виитанен признал, что электромобили обеспечивают значительную операционную гибкость, особенно на рудниках с коротким сроком эксплуатации или на предприятиях с изменяющимися рудными зонами. Сравнительное исследование показало, что парки электромобилей, как правило, требуют меньших первоначальных капитальных затрат и легче адаптируются к меняющимся планам разработки рудника.
“Гибридные системы легкорельсового транспорта, как правило, изначально требуют большей инфраструктуры, но их экономическая эффективность повышается с течением времени эксплуатации шахт, когда затраты на инфраструктуру могут быть амортизированы в течение одного-двух десятилетий”, — сказал он.
По его заключению, на данный момент горнодобывающий сектор, по всей видимости, будет одновременно следовать нескольким направлениям электрификации. GlobalData сообщила, что такие компании, как BHP, Rio Tinto, Newmont и Teck, активно тестируют крупномасштабные электросамосвалы на аккумуляторных батареях, а несколько предприятий одновременно расширяют использование систем помощи при передвижении. Виитанен считает, что аккумуляторные технологии будут продолжать совершенствоваться, отмечая при этом, что долгосрочная экономическая целесообразность решений по транспортировке будет зависеть от конкретного объекта.
“Технологии аккумуляторных батарей будут продолжать развиваться, создавая возможности для сокращения выбросов углерода, особенно для горнодобывающих предприятий с коротким сроком службы”, — сказал он. “В то же время гибридные системы легкорельсового транспорта, такие как Railveyor, демонстрируют убедительные результаты в предприятиях с более длительным сроком службы, которые планируют добывать полезные ископаемые на больших глубинах и расширять производство”.”