Анализ структуры мобильного комплекса для добычи органогенного сырья карьерным способом

В результате выполненных исследований показаны преимущества системы внутрикарьерной переработки и транспортирования переработанного торфяного сырья. Эти системы позволяют проводить первичную переработку, отделять отходы производства и сокращать объемы внутрикарьерных перевозок и транспортные расходы. Рассмотрен ряд интенсивных принципов формирования структуры комплекта оборудования для добычи органогенного сырья карьерным способом. Комплектование оборудования должно базироваться на анализе предельных условий и установлении областей допустимых режимов функционирования машин. Рекомендованы основные типы мобильного выемочно-погрузочного оборудования, оборудования для измельчения и механического обезвоживания торфяного сырья, транспортных агрегатов и модуля компактирования сырья. Взаимосвязь при выборе оборудования комплекта осуществляется на основе эксплуатационного показателя — производительности. В ходе выполнения последовательных технологических операций от выемки торфяного сырья до его компактирования и сушки происходит трансформация плотности материала от 860 до 430 кг/м3 при снижении влагосодержания от 9,0 до 1,86 кг/кг, извлечение побочных и сопутствующих продуктов. Это в свою очередь определяет размерно-массовые и энергетические параметры технологического оборудования, занятого в каждой технологической операции. Конечным продуктом является компакт — подсушенный объемный полуфабрикат из торфяного сырья для дальнейшего производства ряда продуктов агропромышленного и природоохранного назначения. Результаты выполненного исследования могут быть использованы для технического перевооружения парков технологического оборудования и выбора рационального комплекта оборудования на стадии разработки проектов освоения территорий со слабыми грунтами.

Михайлов А. В., Казаков Ю. А., Гарифуллин Д. Р. Короткова О. Ю., Агагена А. Анализ структуры мобильного комплекса для добычи органогенного сырья карьерным способом // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6—1. — С. 317—330. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_317.

Михайлов Александр Викторович¹ — докт. техн. наук, профессор каф. Машиностроения, http://orcid.org/0000-0002-0516-7737, e-mail: Mikhayov_AV@pers.spmi.ru;
Казаков Юрий Алексеевич¹ — аспирант каф. Машиностроения, https://orcid.org/00000002-7040-5412, e-mail: s185048@stud.spmi.ru;
Гарифуллин Дамир Раилевич¹ — аспирант каф. Машиностроения, https://orcid. org/0000-0001-9477-1647, e-mail: s185043@stud.spmi.ru;
Короткова Ольга Юрьевна¹ — аспирант каф. Машиностроения, https://orcid.org/00000003-3507-4707, e-mail: s195038@stud.spmi.ru;
Агагена Абдельвахаб¹ — аспирант каф. Машиностроения, https://orcid.org/0000-00018425-3803, e-mail: s205087@stud.spmi.ru;
¹ Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия д. 2; Россия.

Михайлов Александр Викторович, e-mail: Mikhayov_AV@pers.spmi.ru.

1. Burt C., Caccetta L. Equipment Selection for Surface Mining: A Review // Journal Interfaces archive. 2014, vol. 44, iss. 2, pp. 143–162. DOI: 10.1287/inte.2013.0732.

2. Abbaspour H., Drebenstedt C., Paricheh M., Ritter R. Optimum location and relocation plan of semi-mobile in-pit crushing and conveying systems in open-pit mines by transportation problem // International Journal of Mining, Reclamation and Environment. URL: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/ 17480930.2018.1435968 (Accessed: 06.11.2021)

3. Paricheh M., Osanloo M., Rahmanpour M. In-pit crusher location as a dynamic location problem // The Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2017, no. 117, pp. 599—607. DOI: 10.17159/2411—9717/2017/v117n6a11.

4. Johnson M. Impact of in-pit crushing and conveying on pit shell optimization. Deswik, 2015, pp. 1–16. URL: https://www.deswik.com/wp-content/uploads/2015/10/Impact-of-IPCC-on-Pit-Shell-Optimization.pdf, (Accessed: 11.11.2021).

5. Dean M., Knights P., Kizil M. S., Nehring M. Selection and planning of fully mobile in-pit crusher and conveyor systems for deep open pit metalliferous applications // Proceedings of third international future mining conference. Sydney: AusIMM. 2015, pp. 219–225.

6. Mikhailov A. V., Garmaev O. Z., Garifullin D. R., Kazakov Y. A. A potential application of in-pit crushing-conveying and dewatering system in peat mining // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2019, vol. 378, no. 1, 012086. DOI: 10.1088/1755— 1315/378/1/012086.

7. Drebenstedt C. The responsible mining concept — contributions on the interface between science and practical needs. Mine Planning and Equipment Selection, Springer Cham, 2014, pp. 3–24. DOI :10.1007/978—3-319—02678—7_1.

8. Яконовская Т. Б., Жигульская А. И. Эвристический подход к оценке запасов торфа на торфяном месторождении «Юрьевское» с использованием данных сетей зондирования // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2021. — № 5. — С. 157–168. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_5_0_157.

9. Кузнецов С. М. Теория и практика формирования комплектов и систем машин в строительстве. — M.: Берлин: Директ-Медиа, 2015. — 271 с.

10. Михайлов А. В., Иванов С. Л., Габов В. В. Формирование и эффективное использование машинного парка торфодобывающих компаний // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. — 2015. — № 14. — С. 82–91. DOI: 10.15593/224— 9923/2015.14.9

11. Баловнев В. И. Определение параметров и выбор землеройных машин. — М.: Полиграф, 2010. — 224 с.

12. Фомин С. И., Фауль А. А., Пономарёв А. И. Оценка надёжности работы технологических схем с мобильными дробильными комплексами // Записки Горного института — 2011. — Т. 190. — С. 51–56.

13. Ржевский В. В. Открытые горные работы. Ч. 2. Технология и комплексная механизация. — М.: Либроком, 2010. — 551 с.

14. Фауль А. А. Определение параметров и показателей открытой разработки месторождений нерудных строительных материалов с использованием мобильных дробильных комплексов: Автореферат дис. канд. техн. наук: 25.00.21. — СПб.: С.-Петерб. горн. ун-т, 2012. 20 с.

15. Лапшин Н. С. Обоснование организационно-технических методов открытой разработки песчано-гравийных месторождений с использованием мобильных дробильно-сортировочных комплексов: Автореферат дис. ... канд. техн. наук: 05.02.22. — СПб.: С.-Петерб. горн. ун-т, 2012. 20 с.

16. Nehring M., Knights P. F., Kizil M. S., Hay E. A comparison of strategic mine planning approaches for in-pit crushing and conveying, and truck/shovel systems // International Journal of Mining Science and Technology, 2018, vol. 28, pp. 205–214, DOI: 10.1016/j. ijmst.2017.12.026.

17. Rahmanpour M., Osanloo M., Adibee N., Akbarpourshirazi, M. An approach to determine the location of an in-pit crusher in open pit mines // International Journal of Engineering (IJE) Transactions C, 2014, vol. 27, no. 9. pp. 14475–1484.

18. Яблонев А. Л., Дорогов О. В. Обоснование параметров пневмоколесного хода пассивных прицепных машин для транспортирования фрезерного торфа // Горный информационно-аналитический бюллетень — 2015. — №7. — С. 174–177.

19. Особов В. И. Механическая технология кормов. — М.: Колос, 2009. — 344 с.

20. Litvinenko V. S., Dvoynikov M. V., Trushko V. L. Elaboration of a conceptual solution for the development of the Arctic shelf from seasonally flooded coastal areas // International Journal of Mining Science and Technology. 2021, vol. 32. pp. 113–119. DOI: 10.1016/j. ijmst.2021.09.010.

21. Ibrahim A., Kim H. B., Asadi A., Nahazanan H. Foundation and embankment construction in peat: an overview // Electronic Journal of Geotechnical Engineering. 2014, vol. 19, pp. 10079–10094.

22. Munro R., Evans R., Saarenketo T. Roadex II Project: Focusing on Low-Volume Roads in the European Northern Periphery // Transportation Research Board. 2007, vol. 1989—2, no. 1, pp. 292–299. DOI: 10.3141/1989—76.

23. Воронова Э. Ю. Перспективы развития агрегатированных проходческих систем // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2014. — № 3. — С. 56–64.

24. Zimmermann E., Kruse W. Mobile crushing and conveying in quarries — a chance for better and cheaper production // Proceedings of the International Symposium on Continuous Surface Mining, Aachen. 2006, pp. 1–7.

25. Науменко В. Г., Самойлик В. Г., Звягинцева Н. А., Назимко Е. И. Обезвоживание продуктов обогащения полезных ископаемых. — Донецк: ДОННТУ, 2019. — 183 с.

26. Moreno J. J., Kendall S., Ortiz A. Dewatering options for management of fine gold tailings in Western Australian Goldfelds // Proceedings of the 21st International Seminar on Paste and Thickened Tailings, Australian Centre for Geomechanics, Perth. 2018, pp. 413– 424.

27. Михайлов А. В., Гармаев О. Ж., Федоров А. С., Гарифуллин Д. Р. Эффективность карьерной добычи торфа с полевым механическим обезвоживанием // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2019. — № 7. — С. 30–41. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-07—0-30—41. 

28. Кремчеев Э. А. Особенности структуры комплекса технологических операций при экскаваторной добыче торфа со стадийным обезвоживанием сырья // Записки Горного института. — 2018. — Т. 231. — С. 225–234. DOI:10.25515/PMI.2018.3.225.