Вопросы оптимизации параметров транспортных систем карьеров

Затраты на технологический транспорт при добыче полезных ископаемых открытым способом для средних по глубине карьеров достигают 50 % от полной себестоимости добычи товарной руды, а для глубоких — превышают этот показатель. Поэтому оптимизация транспортных систем карьеров является важным элементом повышения эффективности добычи полезных ископаемых. Важнейшим элементом оптимизации является сквозной ее характер — применение оптимизации ко всем процессам на базе увязанных объективных критериев эффективности, единства и объективности исходных данных, использования разноуровневых данных: от показаний датчиков, установленных на горных и транспортных машинах, до итоговых экономических показателей по переделам. Перспективным направлением для реализации инструментов оптимизации процессов открытых горных работ и в частности транспортных систем карьеров как одной из важнейших подсистем, является сквозная цифровизация горного производства. В статье представлены результаты исследований и методологический подход к созданию методик оптимизации сложных транспортных систем на базе комплексного компьютерного моделирования как имитационного, так и экономико-математического. Предложена концепция методов оптимизации ТСК при отсутствии выраженных максимумов или минимумов функция, отражающих параметры оптимизации. Показаны возможности оптимизации транспортных систем за счет управляемых переходных процессов, установлено, что рациональная организация переходного процесса обеспечивает экономию затрат до 2 раз и более. Представлена концепция динамической модели развития транспортной системы карьера, отражающей переходные процессы в ее формировании.

Ключевые слова: транспортная система карьера, оптимизация, моделирование, цифровизация, технико-экономические показатели, переходный процесс.
Как процитировать:

Журавлев А.Г. Вопросы оптимизации параметров транспортных систем карьеров // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 3-1. — С. 583–601. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-31-0-583-601.

Благодарности:

Исследования выполнены в рамках Государственного задания №075— 00581—19—00, тема №0405—2019—0005.

Номер: 3
Год: 2020
Номера страниц: 583-601
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.684
DOI: 10.25018/0236-1493-2020-31-0-583-601
Дата поступления: 21.11.2019
Дата получения рецензии: 11.03.2020
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 20.03.2020
Информация об авторах:

Журавлев Артем Геннадиевич — канд. техн. наук, заведующий лабораторией транспортных систем карьеров и геотехники, Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН), 620075 г. Екатеринбург, ГСП-219, Мамина-Сибиряка 58, juravlev@igduran.ru.

Контактное лицо:
Список литературы:

1. Фролов Е.Б., Паршина И.С., Зайцев А.С., Климов А.С. Индустрия 4.0: «цифровой двойник» как средство повышения эффективности производственной системы // Наукоемкие технологии в машиностроении. — 2019. – № 2 (92). — С. 42—48.

2. Журавлев А.Г. Выбор рациональной грузоподъемности карьерных автосамосвалов для конкретных условий транспортирования // Транспорт Урала. — 2014. — №4. — С. 96—101.

3. Воронов А.Ю. Оптимизация показателей эксплуатационной производительности экскаваторно-автомобильных комплексов разрезов [Текст] : дис. … канд. техн. наук / Ю.А. Воронов; ФГБОУ ВПО «Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева». — Кемерово, 2015. — 197 с.

4. Upadhyay S.P., Askari-Nasab H. International Journal of Mining Science and Technology, 2018, no 28, P.153–166.

5. Bajany D.M., Zhang L., Xia X. An Optimization Approach for Shovel Allocation to Minimize Fuel Consumptio in Open-pit Mines: Case of Heterogeneous Fleet of Shovels, IFAC Papers On Line, 2019, no 52—14, P.207–212

6. González H., Morales N. Optimal Selection and Assignment of Loading Equipment for the Compliance of an Open-Pit Production Plan. In: Widzyk-Capehart E., Hekmat A., Singhal R. (eds) Proceedings of the 27th International Symposium on Mine Planning and Equipment Selection — MPES 2018. Springer, Cham Parhizkar, A. Location theory applied to optimize the position of road exit(s) in open pit mining (case study). Arab J Geosci, 2018, no 11, p.796. DOI:10.1007/s12517—018—4165—3

7. Kumykova T.M., Kumykov V.K. Method of Shaping Loading-and-Transportation System in Deep Open Pit Complex Ore Mines. J Min Sci, 2018, no 53, P.708–717. DOI: 10.1134/ S1062739117042702

8. 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, no 28, P.205–214.

9. Антонов В.А. Выявление и интерпретация экспериментальных горно-технологических закономерностей // Проблемы недропользования. — 2016. — № 4. — C. 162 — 170. (DOI:10.18454/2313—1586.20.04.162.)

10. Журавлев А.Г. Компьютерное моделирование режимов движения карьерных автосамосвалов с КЭУ // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2011. — №ОВ11 — С. 371—382.

11. Лукичёв С.В., Наговицын О.В., Семенова И.Э., Белогородцев О.В. Подходы к решению задач проектирования и планирования горных работ в системе MINEFRAME // Горный журнал. — 2015. — № 8. — С. 53—58.

12. Яковлев В.Л. Исследование переходных процессов — новый методологический подход к разработке и развитию инновационных технологий добычи и рудоподготовки минерального сырья при освоении глубокозалегающих сложноструктурных месторождений // Проблемы недропользования. — 2017. — № 2. — C. 5 — 14. (DOI: 10.18454/2313—1586.2017.01.112.)

13. Яковлев В.Л. Теория и практика выбора транспорта глубоких карьеров. — Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1989. — 240 с.

14. Тарасов П.И., Журавлев А.Г., Исаков М.В. Вопросы создания и перспективы применения карьерных автосамосвалов с комбинированной энергосиловой установкой // Горная промышленность. — 2008. — №3. — С.68—74.

15. Бахтурин Ю.А. Параметрическая адаптация транспортных систем карьеров на основе универсальной интерактивной имитационной модели // Проблемы недропользования. — 2018. — № 4. — C. 71 — 80. (DOI: 10.25635/2313—1586.2018.04.071.)

16. Журавлев А.Г. Обоснование рациональных технических параметров горнотранспортных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — Специальный выпуск №21. — С. 75—87.

17. Валуев А.М. Задача Парето-оптимизации траектории на сети как метамодель многокритериального выбора проектных решений для горных предприятий // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — №11 — С. 215—223.

18. Акишев А.Н., Бондаренко И.Ф., Зырянов И.В. Технологические аспекты разработки беднотоварных месторождений алмазов. — Новосибирск: Наука, 2018. — 368 с.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.