В бухте Врангеля, в трех часах езды от Владивостока, расположен крупнейший угольный порт России. Каменный уголь, начинающий свое путешествие в угольных разрезах Кузбасса и Якутии, отправляется отсюда в азиатские порты. «ПМ» рассказывает об удивительных машинах, которые высыпают тонны угля из вагонов и отправляют их в странствие по Тихому океану.
Как переваливают уголь: репортаж из самого большого угольного порта страны
Анастасия Шартогашева
Судопогрузочные машины отправляют каменный уголь в трюмы балкеров, которые доставят их в порты Китая, Японии, Кореи или стран Юго-Восточной Азии.

Часть первая. Уголь и с чем его едят

Шахтеры в Сибири извлекают из недр древние стволы деревьев, превращенные временем в каменный уголь. Молодой уголь хорошо горит в печи и больше ни на что не годен — это уголь энергетический, или некоксующийся. Более древние пласты формирует коксующийся уголь, из которого при нагревании без доступа кислорода получают кокс — твердый пористый продукт. Кокс нужен уже не энергетикам, а металлургам: с его помощью получают сталь и разные полезные сплавы. Впрочем, в последние годы в металлургии начал применяться и энергетический уголь, размолотый в муку.

Глубже всего лежит уголь до того сжатый, что еще чуть-чуть — и алмаз: он называется антрацит. Пока первобытный человек не соорудил первый тигль для выплавки руды, самые прочные и острые ножи и рубила делали именно из него. Антрацит — это элита энергетических углей. Он сгорает жарко и чисто, как сердце революционера, не давая сажи и копоти.

Горение кокса Для получения кокса уголь нагревают до температуры более 1100 градусов без доступа кислорода. Кокс используется как восстановитель железной руды, при производстве чугуна, а также в литейном деле.

Все это богатство (запасов хватит лет на 300) лежит в недрах Кемеровской области, Якутии и некоторых других регионов. Угольные бассейны в свое время дали жизнь целым поселкам и городам. Если человечество откажется от угля, население целых регионов лишится работы.

Уголь можно продавать российским покупателям или отправлять за границу. До недавнего времени внутренний российский рынок покупал большую часть угля, но сейчас экспорт и потребление на внутреннем рынке почти сравнялись. Более того, внутренний рынок энергетического угля уменьшается — ТЭЦ постепенно переходят на газ.

Чтобы жил шахтер, который добывает уголь, и машинист поезда, который везет уголь, ископаемое нужно продавать, а поскольку российских покупателей становится все меньше, то вся надежда на экспорт. И это не пустая надежда: спрос на каменный уголь во всем мире, а особенно на азиатских рынках, стабильно увеличивается. То, сколько угля дойдет до стран АТР, зависит не только от объемов добычи. На пути, который уголь должен проделать, чтобы обогреть корейские и японские города, есть два узких места, игольных ушка: это железная дорога и порты.

Погрузка в вагоны Каменный уголь грузят в железнодорожные вагоны. Из мест погрузки он отправляется либо под Санкт-Петербург, в порт Усть-Луга, либо на Дальний Восток — в Находку. Путь до станции Находка-Восточная занимает от 10 до 14 дней.

В России существует более 40 угольных портов, на экспорт уголь отгружают в 28 из них. «ПМ» посетила один из самых современных экспортных угольных портов России — порт Восточный. На одном из двух угольных терминалов перевалку осуществляют краны, а на втором кранов нет совсем: их заменяет сложная цепочка машин и конвейеров, специально предназначенных для перевалки угля. Специализированный терминал дает 80% грузооборота Восточного порта.

Часть вторая. Угольный порт

Вагоны с углем, приходящие из Сибири, можно разгружать экскаватором, а потом грузить на судно грейферным (с захватом, похожим на клешню) краном. Так работают многие порты; но это не единственный способ перевалки угля, и далеко не самый эффективный.

Грейферная погрузка используется во всех портах: крану все равно, что переносить в своей клешне — уголь, щебень или песок. Краны достались портам в наследство с времен, когда пальцев рук не хватало для исчисления видов товаров, которые там грузили. Лес, щебень, химические удобрения, контейнеры — когда-то конкурентным преимуществом порта была универсальность. Времена изменились: теперь портами правит уголь.

Если пройти вдоль бухт Находка и Врангель, можно увидеть десятки кранов. Они тянут свои жирафьи шеи и грузят, грузят черные горы угля. Там, где раньше цепляли к крюку контейнеры, по стрелам кранов пошел черный угольный конвейер. Под куполами бывших хранилищ для удобрений лежит угадайте что… Да, тоже уголь.

Кран с грейферным ковшом переваливает уголь Кран с грейферным ковшом переваливает уголь

Россия — не самая крупная угольная держава в мире: по экспорту каменного угля мы занимаем пятое место после Австралии, Канады, США и ЮАР. Мировой рынок поделен по географическому признаку. Нет смысла вести сухогруз из Ванино в Новую Зеландию, потому что ее обслуживают австралийские поставщики. Рынок, на который работает наш Дальний Восток — это страны Азиатско-тихоокеанского региона. Здесь есть своя специфика: китайцы готовы брать очень много дешевого угля, а японцам и корейцам нужен самый продвинутый, чистый и красивый товар. Сделать его таким, имея только кран, невозможно. Обязанность очистить уголь от мусора, раздробить слишком большие куски, сохранить уголь чистым лежит на порте. Чтобы все это сделать, порт должен иметь специализированную технику, рассчитанную на перевалку угля и никакого другого груза. В России существует всего два специализированных угольных терминала. Один находится в Усть-Луге под Санкт-Петербургом, второй — в порту Восточный в Приморье.

Вагон, доверху нагруженный углем, приходит на железнодорожную станцию Находка-Восточная. Здесь кончается Транссиб. По пути открытые вагоны поливает дождем, бьет градом и засыпает снегом; поэтому зимой уголь намертво смерзается со стенками вагона. В порту его первым делом заводят в вагоноразмораживатель, вдоль стенок которого тянется от котельной труба с паром. Стенки размораживателя выложены алюминиевыми панелями, которые отражают тепло. Вагоны (до 20 штук в каждом из 4 помещений) стоят от 20 до 40 минут при температуре от 40 до 80 градусов. Этого достаточно, чтобы уголь отстал от стенок вагона. Если льда очень много, можно выдержать вагон в размораживателе дольше.

Вагоноразмораживатель Анастасия Шартогашева По обеим сторонам тянутся трубы, в которые поступает из котельной перегретый пар. Алюминиевые панели, которыми выложены стены, отражают тепло. Один вагоноразмораживатель одновременно обслуживает два вагона. После разморозки вагоны поступают в вагоноопрокидыватель.

Затем вступает в действие буровая установка: 9 шнеков — длинных винтов три раза опускаются в вагон и разрыхляют уголь. Все это должно подготовить вагон к самому зрелищному технологическому процессу в порту — работе вагоноопрокидывателя.

Эти огромные машины с гидравлическим приводом расположились друг напротив друга. Над ними находится пункт управления «опрокидом», как его называют работники порта. Попав в опрокид, вагон прислоняется к стенке и фиксируется зажимами. Затем машина плавно поворачивается вокруг горизонтальной оси. Уголь ссыпается вниз, на крупноячеистую решетку, которая поглощает кинетическую энергию падения. Сквозь отверстия решетки уголь попадает в бункер; а затем в еще один бункер, поменьше, и оттуда уже — на магистральный конвейер, главную транспортную артерию порта.

Вагоноопрокидыватель Анастасия Шартогашева Гидравлика приводит в действие гигантский механизм, который переворачивает 90-тонный вагон с углем. Уголь высыпается в бункер, откуда поступает на ленту конвейера.

Когда уголь высыпается из вагона, из-под земли вырываются желтые в свете промышленных ламп облака. Это не угольная пыль, а пар, который осаждает пыль и крошку.

По конвейеру уголь отправляется туда, где он нужен — либо сразу на склад, откуда его погрузят на судно, либо на дополнительные этапы обработки. Организация процесса зависит от того, каким товар хочет видеть заказчик. На центральном пункте управления диспетчер создает индивидуальный маршрут для каждой партии угля. Инженеры Восточного порта считают, что автоматизировать этот процесс не позволит даже стоящий на ЦПУ (центральный пульт управления) электронный «мозг» всего порта — процессор компании Siemens. Диспетчеру приходится учитывать слишком много факторов, контроль над которыми нельзя доверить машине: текущее состояние оборудования, загруженность машин и магистральных конвейеров, особенности заказа, погодные условия.

Многие покупатели, особенно из Кореи и Японии, строго следят за тем, чтобы фракция угля была не больше 50 миллиметров. Чтобы отсеять слишком крупные угольки и измельчить их до нужного размера, у Восточного порта есть четыре линии дробильно-сортировочного комплекса. Самая красивая и мощная машина — новый ярко-красный аппарат корейского производства. Он принимает уголь с конвейера и отправляет его в вибрационный грохот, который работает как сито для угля.

Грохот — машина для сортировки угля по фракциям Анастасия Шартогашева Внутри грохота несколько вибрационных сит, которые отделяют слишком крупные куски угля и отправляют в дробильный аппарат.

Куски угля неподходящего размера отправляются в дробилку, где огромные стальные чушки перемалывают уголь до необходимой фракции. Изначально эта машина была предназначена для дробления бетона, поэтому ей нипочем самые твердые сорта угля. Из дробилки уголь едет на второй грохот, где снова происходит сортировка.

Уголь правильного размера отправляется на магнитную очистку от металла. Металлические инструменты, детали и мелкий мусор добавляют партии угля веса и портят продукт. Чтобы очистить груз от мусора, металл вытягивают мощным переменным магнитом. Отдельный конвейер с металлическими пластинами забирает мусор и отводит его в сторону. Обычно это болты и гвозди, небольшие металлические предметы, даже стружка, но однажды магнит вытащил из угля 70-килограммовую стальную болванку, рассказывает стивидор-начальник смены специализированного угольного комплекса Дмитрий Каряка.

Магнитная очистка угля Анастасия Шартогашева Под действием огромного переменного магнита металлический мусор, попавший в уголь во время добычи и перевозки по железной дороге, удаляется. В трюм балкера поступает очищенный от мусора уголь.

Очищенный уголь едет на склад. Склад в порту — это горы угля, вдоль которых тянутся рельсы стакеров и реклаймеров (см. далее). Длина склада — 720 метров, а высота — 12. Вдоль угольных штабелей по рельсам ходят стакеры — машины, по стреле которых уголь подается с предыдущих этапов обработки. Стакеры насыпают уголь на склад, а забирают его оттуда реклаймеры — машины с длинными стрелами, увенчанными черпаковым колесом. Реклаймер забирает уголь и отправляет его на судопогрузочную машину, которая ссыпает его в трюм балкера (сухогруза, специально предназначенного для перевозки сыпучих грузов без тары, в трюме). Чтобы стрелы стакеров и реклаймеров не сталкивались, диспетчер наблюдает за ними с ЦПУ в режиме реального времени.

Черпаковое колесо реклаймера Анастасия Шартогашева Колесо реклаймера с несколькими ковшами поднимает уголь со склада и передает его на ленту конвейера судопогрузочной машины.

В шторм и во время швартовки балкера стрела судопогрузочной машины смотрит в небо. Когда приходит пора начать погрузку, стрела опускается в трюм и отправляет уголь внутрь по ленте транспортера. Что быстрее: погрузка грейферным краном или с помощью такой машины? Представьте, что вы перекладываете сахар ложкой или просто наклонив сахарницу. С помощью конвейерных судопогрузочных машин, стоящих на пирсе Восточного порта, можно погрузить самые большие в мире балкеры — суда класса capesize. Этих гигантов назвали так (от английского cape — мыс) из-за того, что размеры не позволяют им пройти через Панамский и Суэцкий каналы, и кейпсайзам приходится огибать континенты через мыс Горн и мыс Доброй Надежды. На погрузку кейпсайза в специализированном терминале уйдет пара суток; у кранов — порядка 10 дней. Стоит также учесть, что не каждый портальный кран сможет грузить кейпсайз. Надводный борт у этих балкеров очень высок, и небольшим кранам попросту не хватит длины стрелы. Каждый день стоянки судов обходится их владельцам или арендаторам в серьезную сумму, поэтому судопогрузочные машины помогают сократить себестоимость угля.

Заходящее в акваторию порта судно приводят к причалу буксиры. Их у Восточного Порта четыре. Самый мощный из них — азимутальный буксир «Урал», собранный на голландской верфи красавец с двумя автономными двигателями, дающими 5400 лошадиных сил.

Буксиры Анастасия Шартогашева Самая сложная задача для буксиров — транспортировка порожних балкеров. Огромное судно без груза легко поворачивается от самой легкой волны и может повредить портовые сооружения или другие суда. Чтобы подвести балкер к причалу, нужно два или три буксира: один или два тянут сухогруз вперед, а буксир, следующий сзади, стабилизирует положение сухогруза.

Сейчас Восточный Порт — единственный терминал в Приморье, способный обслуживать суда класса capesize. Кроме способности насыпать уголь в трюмы гигантов, у Восточного есть еще одно преимущество — глубина акватории: возле причалов порта она достигает 18 метров. Такими глубокими эти воды сделала не природа: морское дно вынимали, увеличивая глубину бухты Врангеля в окрестностях Восточного. 400-метровый capesize может пришвартоваться только здесь. Но даже имея современные машины и глубокие акватории, порт рано или поздно перестанет справляться с тем объемом угля, который способны поставить добывающие компании. Поэтому в порту строят третью очередь углепогрузочного комплекса. Технически третья очередь будет полностью идентична действующему специализированному углепогрузочному комплексу. Строительство гидротехнического сооружения (причала), начатое четыре года назад, завершилось в этом году. Через год здесь установят судопогрузочные машины, и третья очередь будет готова принять первые балкеры. В результате пропускная способность порта вырастет с 22,8 миллионов тонн в год до 39 миллионов тонн к 2019 году, а это больше четверти всего угля, отгруженного на экспорт из России в 2015 году.