По данным Единой межведомственной информационно-статистической системы, объем экспорта каменного угля в нашей стране в несколько раз превышает потребности внутреннего рынка.

При этом особенностью российского угольного экспорта является высокая доля транспортной составляющей в стоимости угля.

Что понятно, поскольку примерно 80% балансовых запасов энергетического угля сосредоточено в районах Западной и Восточной Сибири. Более половины экспортного угля покидает пределы страны через морские торговые порты (Восточный, Находка, Владивосток, Посьет, Ванино, Мурманск, Усть-Луга и др.), куда его доставляют по железной дороге. Причем расстояние до них от угольных месторождений составляет от 3,5 до 4,5 тыс. км.

В этих условиях особое значение имеет обеспечение бесперебойной работы транспортного конвейера. Однако, как показывает практика, его "узким местом" является процесс выгрузки "черного золота" из полувагонов в зимний период. Не защищенный от атмосферных осадков груз, который и так содержит от 6 до 18% влаги, при доставке на большие расстояния в холодное время года сильно смерзается. Фактически в портах его приходится повторно добывать из вагонов.

При этом до недавнего времени широко использовались грейферные краны, сильно повреждавшие подвижной состав в процессе высвобождения полувагонов. После введения нового стандарта разгрузочно-погрузочных работ (ГОСТ-22235-2010), запрещающего применение грейферов, в портах стали использовать технологию "размораживающее устройство (тепляк) – вагоноопрокидыватель". Правда, она требует больших материальных затрат и увеличивает время на выгрузку сильно смерзшегося топлива до 24 часов. В результате производительность морских торговых портов сократилась в несколько раз и на железнодорожных подходах к ним зимой регулярно возникают заторы.

Наиболее остро эта проблема стоит в портах восточного направления экспортных перевозок. Например, в январе текущего года из-за систематического невыполнения нормативов выгрузки, превышения перерабатывающей способности, установленной договорами, на Дальневосточной дороге были отставлены от движения 117 поездов с углем.

Данная ситуация повторяется из года в год и носит системный характер. Выход из положения видится во внедрении в процесс высвобождения полувагонов из-под смерзшегося топлива электрогидроимпульсного эффекта. Сотрудники кафедры "Теоретические основы электротехники" ПГУПСа запатентовали несколько устройств, действие которых основано на его применении.

Суть метода заключается в следующем. Разряд, происходящий в смерзшемся угле, приводит к возникновению ударных волн, способных разрушить угольный монолит. Электрическая энергия в течение десятков микросекунд выделяется в канале разряда, причем давление в нем в этот момент может достигать нескольких тысяч мегапаскалей.

Ударные волны по ходу движения быстро разрыхляют смерзшийся уголь, но, дойдя до стенок вагона, затухают, не разрушая их. Затем полувагон с топливом подают на вагоноопрокидыватель для быстрой разгрузки. Важно, что величину ударных волн можно варьировать, изменяя напряжение на конденсаторной батарее либо ее емкость. Это гарантирует сохранность подвижного состава.

При данном способе рыхления груза время на всю операцию зависит лишь от периода зарядки конденсаторной батареи, которое исчисляется всего несколькими минутами. По нашему мнению, использование данной технологии разгрузки полувагонов значительно повысит перерабатывающие способности российских портов в зимний период.

Кроме того, электрогидроимпульсный эффект можно применять при проведении ударных испытаний вагонов. В настоящее время в этих целях используют стенды-горки, представляющие собой горизонтальный рельсовый путь, состыкованный с наклонным участком длиной примерно 45 м, на который с помощью лебедки поднимают вагон-боек. Для таких испытаний требуется большая площадь, что затрудняет их проведение на вагоноремонтных заводах и в депо.

А созданный учеными нашего вуза малогабаритный стенд для ударных продольных испытаний грузовых вагонов благодаря электрогидроимпульсному эффекту обеспечивает значение импульса силы до 313 кН. Это позволяет проводить всестороннюю проверку конструкции подвижного состава на ограниченном пространстве.