Обоснование эффективных условий применения карьерных наклонных канатных подъемников на базе компьютерного моделирования

Для добычи полезных ископаемых в качестве магистрального звена карьерного транспорта, обеспечивающего сокращение разноса бортов карьера, могут применяться подъёмники, использующие канатный привод в сочетании с сосудами большой грузоподъёмности, которые в целом можно назвать канатными наклонными карьерными подъёмными установками (КНКП). В качестве «сосудов» могут использоваться автомобильные платформы, поднимающие автосамосвалы на поверхность по кратчайшему пути, либо скипы. В статье приведены результаты сравнения технико-экономических показателей автомобильных и скиповых подъемников и автомобильного транспорта. Для КНКП в качестве сборочного звена предусмотрены экскаваторно-автомобильные комплексы. Выполнены многовариантные расчеты для разных горнотехнических условий (варьировались глубина карьера, высота КНКП, годовая производительность, грузоподъемность автосамосвалов и скипов, срок существования подъемников). Расчеты показали, что несмотря на значительное сокращение эксплуатационных затрат, общий экономический эффект от применения КНКП не столь велик ввиду большого объема требующихся инвестиций. Наилучшими экономическими показателями характеризуются варианты с увеличенной грузоподъёмностью и годовой производительностью. Автомобильные подъемники имеют в рассмотренной конструкции минимальную экономически эффективную область применения. Скиповые подъемники более эффективны и могут применяться на современных карьерах. Для вовлечения в сферу активного применения КНКП необходима разработка оригинальных компоновок и конструкций, обеспечивающих снижение капитальных затрат и сокращение срока строительства, а также обеспечение возможности наращивания их глубины. Представлены графики, иллюстрирующие расширение области экономически эффективного применения КНКП в зависимости от уровня капитальных затрат. Сформулированы направления повышения эффективности и расширения области применения КНКП.

Журавлев А. Г., Чендырев М. А. Обоснование эффективных условий применения карьерных наклонных канатных подъемников на базе компьютерного моделирования // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 5—2. — С. 309—321. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_52_0_309.

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

Журавлев Артем Геннадиевич¹ — канд. техн. наук, заведующий лабораторией транспортных систем карьеров и геотехники, e-mail: juravlev@igduran.ru;
Чендырев Михаил Андреевич¹ — младший научный сотрудник лаборатории транспортных систем карьеров и геотехники, e-mail: chendyrev@igduran.ru;
¹ Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия.

1. Бабаскин С. Л. Оптимизация конструкции бортов в нижней части кимберлитовых карьеров за счет применения новой технологии горных работ/ С. Л. Бабаскин // Проблемы карьерного транспорта. Материалы IX международной научно-практической конференции, 9—12 октября 2007 г. — Екатеринбург: УрО РАН, 2008. — С. 33—38.

2. Журавлёв А. Г., Буднев А. Б. Влияние типоразмера автосамосвала на разнос бортов карьера // Проблемы недропользования. — 2018. — №2. — С. 20—29. DOI:10.26535/2313—1586.2018.02.020.

3. Берсенев В. А. Строительство конвейерных подъемников на бортах карьеров / В. А. Берсенев, А. В. Семенкин, И. Г. Сумина // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). –2020 — №3—1. — С. 531 — 542. DOI: 10.25018/0236—1493—2020—31—0-518—529.

4. Сисин А. Г. Эффективность автомобильно-клетьевых подьемников АНК-120 на глубоких карьерах А. Г. Сисин, В. И. Белобров, М. А. Файнблит, А. Н. Акишев. // Горный журнал. — 1995. — №6. — С. 19—21.

5. Буклет Siemug Trucklift system. technical information. [Сетевой ресурс]. – Режим доступа: http: // www.siemag-tecberg.com/cms/upload/downloads/en // TI_27_Trucklift_e. pdf (28.12.2020).

6. Franz Wolpers. Thyssenkrupp’s Skip Way System offers an alternative // Engineering and mining journal. №1, 2016, pp. 32—38.

7. Чендырев М. А. Комплексная модель для обоснования параметров автомобильного карьерного подъёмника / М. А. Чендырев // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — №11 (СЦ 37). — С.282—289.

8. McLaughlin B. Deep shaft hoisting at LaRonde — The Penna shaft hoisting plant // CIM (Canadian Mining and Metallurgical) Bulletin. — 2004. — Т. 97. — №. 1080. — С. 44—50.

9. Despodov Z., Panov Z., Doneva B. Some technical characteristics of shaft hoist machines installed in the shafts of Macedonian lead and zinc mines // The International Journal of Transport & Logistics. — 2012. — С. 398—402.

10. Mańka E., Słomion M., Matuszewski M. Constructional features of ropes in functional units of mining shaft hoist // Acta mechanica et automatica. — 2018. — Т. 12. — №. 1. — С. 66—71.

11. Styp-Rekowski, M., Manka, E.,  Matuszewski,  M.,  Madej,  M.  and  Ozimina, D. Tribological problems in shaft hoist ropes wear process // Industrial Lubrication and Tribology. 2015 — Т. 67 — №(1), С. 47—51. https: // doi.org/10.1108/ILT-01—2014—0004

12. Braun T., Hennig A., Lottermoser B. G. The need for sustainable technology diffusion in mining: Achieving the use of belt conveyor systems in the German hard-rock quarrying industry // Journal of Sustainable Mining. — 2017. — № 16. — С 24—30.

13. Смирных К. В. Освоение  производства  шахтоподъёмных  машин  на  ПАО «Уралмашзавод»/К. В. Смирных,  Н.  С.  Бычкова,  М.  А.  Гриневич,  А.  А.  Вяткин, Л. В. Юнышев // Горная промышленность. — 2018. — №2. — С. 22—23. DOI: 10.30686/1609—9192—2018—2-138—22—23.

14. Шахтные подъемные машины ПАО «Уралмашзавод». Технические характеристики. — [Электронный ресурс] — Режим доступа: https: // uralmash-kartex.ru/shahtnyepodyomnye-mashiny . — (28.12.2020).

15. Чендырев М. А. Технико-экономические параметры транспортирования горной массы из карьера автомобильным наклонным карьерным подъёмником / М. А. Чендырев, А. Г. Журавлев // Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия». — 2018.– №1. — С. 33—36.