Обоснование рациональных режимов работы карьерных автосамосвалов при сверхнормативной эксплуатации

Представлено исследование, направленное на определение рациональной интенсивности загрузки карьерных автосамосвалов с целью сокращения убытков, вызванных простоями техники в сложных горнотехнических условиях. Исследование включает сбор и анализ данных о работе автосамосвалов, в том числе значения суточного грузооборота, параметры, характеризующие простои техники, а также предполагаемые причины отказа узлов самосвала. В результате обработки собранных данных была разработана математическая модель, базирующаяся на системе из двух уравнений, где первое уравнение отражает зависимость числа дней прогнозируемых простоев карьерного автосамосвала от грузооборота и степени перегрузки автосамосвала, второе уравнение показывает зависимость грузооборота от степени перегрузки самосвала и длительности предшествующей перегрузки. Разработанная модель позволяет установить рациональную интенсивность перегрузки автосамосвала, при которой снижается вероятность появления отказа и сокращается длительность возможных простоев. Модель была проверена на данных о работе автосамосвалов в сложных горнотехнических условиях путем сравнения прогнозируемых и фактических значений простоев. Проанализированы графики месячной производительности и простоев автосамосвала по различным причинам отказа узлов самосвалов. На основании полученных результатов разработаны рекомендации по обоснованию рациональной интенсивности превышения нормативной загрузки автосамосвала с целью снижения общего числа простоев техники и тем самым сокращения возможных убытков.

Вишняков Г. Ю., Пушкарев А. Е., Ботян Е. Ю., Хлопонина В. С. Обоснование рациональных режимов работы карьерных автосамосвалов при сверхнормативной эксплуатации // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 11-1. – С. 24–37. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_111_0_24.

Вишняков Георгий Юрьевич¹ — аспирант, e-mail: geroibeka@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0001-5050-4491,
Пушкарев Александр Евгеньевич — д-р техн. наук, профессор, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (СПбГАСУ), e-mail: pushkarev-agn@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-5546-015X,
Ботян Евгений Юрьевич¹ — аспирант, e-mail: evgenybotyan@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0003-3395-935X,
Хлопонина Вера Сергеевна¹ — канд. экон. наук, главный ученый секретарь, e-mail: Khloponina_VS@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0001-9029-2788,
¹ Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II.

Вишняков Г.Ю., e-mail: geroibeka@yandex.ru.

1. Zhukovskiy Y., Buldysco A., Revin I. Induction motor bearing fault diagnosis based on singular value decomposition of the stator current // Energies. 2023, vol. 16, no. 8, article 3303. DOI: 10.3390/en16083303.

2. Burmistrov K. V., Osintseva N. A., Shakshakpaev A. N. Selection of open-pit dump trucks during quarry reconstruction // Procedia Engineering. 2017, vol. 206, pp. 1696—1702. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.10.700.

3. Матрохина К. В., Трофимец В. Я., Мазаков Е. Б., Маховиков А. Б., Хайкин М. М. Развитие методологии сценарного анализа инвестиционных проектов предприятий минерально-сырьевого комплекса // Записки Горного института. — 2023. — Т. 259. — С. 112—124. DOI: 10.31897/PMI.2023.3.

4. Ворошилов Г. А. Тенденции и перспективы применения карьерного автотранспорта на горнодобывающих предприятиях Уральского региона / Карьерный транспорт 2002 г.: Материалы научно-практической конференции. — Жодино: ПО «БелАЗ». 2002. — С. 50—52.

5. Чантурия В. А., Трубецкой К. Н., Каплунов Д. Р., Чаадаев А. С., Махрачев А. Ф. Комплексные исследования и внедрение инновационных геотехнологий добычи и глубокой переработки кимберлитов // Горный журнал. — 2011. — № 1. — С. 10—13.

6. Bolobov V. I., Chupin S. A., Akhmerov E. V., Plaschinskiy V. A. Comparative wear resistance of existing and prospective materials of fast-wearing elements of mining equipment // Materials Science Forum. 2021, vol. 1040, pp. 117—123. DOI: 10.4028/www.scientific.net/ MSF.1040.117.

7. Qun Wang, Ruixin Zhang, Shuaikang Lv, Yangting Wang Open-pit mine truck fuel consumption pattern and application based on multi-dimensional features and XGBoost // Sustainable Energy Technologies and Assessments. 2021, vol. 43, pp. 89—99. DOI: 10.1016/j. seta.2020.100977.

8. Зырянов И. В. Алгоритм управления скоростным режимом карьерных автосамосвалов при низких температурах // Колыма. — 1997. — № 1. — С. 55—57.

9. Воронов А. Ю., Воронов Ю. Е. Мультиуровневая модель управления экскаваторно-автомобильными комплексами разрезов // Горное оборудование и электромеханика. — 2019. — № 5(145). — С. 8—15. DOI: 10.26730/1816-4528-2019-5-8-15.

10. Troyanovskaya I. Influence of mountain conditions on road fuel consumption (example of the Republic of Tajikistan) // Transportation Research Procedia. 2022, vol. 61, pp. 273—279. DOI: 10.1016/j.trpro.2022.01.045.

11. Лель Ю. И., Мещерягин Ю. Б., Ребрин Е. Ю. Исследование эксплуатации автосамосвалов различной грузоподъемности при доработке Карагайского карьера // Известия Уральского горного института. — 1993. — № З. — С. 22—29.

12. Ворошилов Г. А., Лель Ю. И. Энергоемкость транспортных систем карьеров: оценка и перспективы // Горная техника. — 2009. — № 1. — С. 42—49.

13. Nazarychev A. N., Dyachenok G. V., Sychev Y. A. A reliability study of the traction drive system in haul trucks based on failure analysis of their functional parts // Journal of Mining Institute. 2023, vol. 261, pp. 363—373. DOI: 10.00000/PMI.2023.0.

14. Лель Ю. И., Исаков С. В., Ганиев Р. С., Буднев А. Б., Глебов И. А. К обоснованию параметров крутонаклонных автосъездов при вскрытии глубоких горизонтов кимберлитовых карьеров // Известия вузов. Горный журнал. — 2020. — № 7. — С. 21—33. DOI: 10.21440/0536-1028-2020-7-21-32.

15. Лель Ю. И., Глебов И. А. Обоснование оптимального уклона крутонаклонных автосъездов для полноприводных автосамосвалов, эксплуатируемых при доработке алмазорудных месторождений // Горная промышленность. — 2022. — № S1. — С. 95—99. DOI: 10.30686/1609-9192-2022-1S-95-99.

16. Махараткин П. Н., Абдулаев Э. К., Вишняков Г. Ю., Ботян Е. Ю., Пушкарев А. Е. Повышение эффективности функционирования карьерных автосамосвалов на основе обоснования их рациональной скорости с помощью имитационного моделирования // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6-2. — С. 237—250. DOI: 10.25 018/0236_1493_2022_62_0_237.

17. Qing-Dong Yan, Xiu-Qi Chen, Hong-chao Jian, Wei Wei, Wei-Da Wang, Heng Wang Design of a deep inference framework for required power forecasting and predictive control on a hybrid electric mining truck // Energy. 2022, vol. 238, pp. 121—141. DOI: 10.1016/j.energy.2021.121960.

18. Kuznetsov D., Kosolapov A. Dynamic of performance of open-pit dump trucks in ore mining in severe climatic environment // Transportation Research Procedia. 2022, vol. 63, pp. 1042— 1048. DOI: 10.1016/j.trpro.2022.06.104.

19. Серегин А. С., Фазылов И. Р., Прохорова Е. А. Обоснование безопасных условий работы горнотранспортных машин с двигателями внутреннего сгорания по фактору выделения загрязняющих веществ // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 11. — С. 37—51. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_11_0_37.

20. Kumykova T. M., Kumykov V. Kh. Method of shaping loading-and-transportation system in deep open pit complex ore mines // Journal of Mining Science. 2018, vol. 53, pp. 708— 717. DOI: 10.1134/S1062739117042702.

21. Kuznetsov D. V., Kosolapov A. I. Research of the influence of the excavating and automotive equipment complexes parameters on the speed of faces advance // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021, vol. 626, no. 1, article 012020. DOI: 10.1088/17551315/626/1/012020.

22. Hasan H., Octariando R. The effect of road grade on dump truck fuel consumption // SAE Technical Paper. 2022, vol. 1, article 5030. DOI: 10.4271/2022-01-5030.

23. Patterson S. R., Kozan E., Hyland P. Energy efficient scheduling of open-pit coal mine trucks // European Journal of Operational Research. 2017, vol. 262, pp. 759—770. DOI: 10.1016/ j.ejor.2017.03.081.