CC BY
17
5. Coal industry of Russia in 2018. Vol. 1-2: rosin-formugol. M., 2019.
6. Pisarenko M. V. State and main trends in the development of the Kuzbass coal industry // Mining industry. 2008. No. 4. P. 10-13.
7. Pisarenko, M. V. Resource base of coking coal in Russia. // News of Tula state University. earth science. 2019. Vol. 2. Pp. 184-194.
8. Shaklein S. V., Pisarenko M. V. Approaches to substantiating the concept of development of the mineral resource base of the Kuznetsk coal basin // Rational development of mineral resources, 2013, no. 2, Pp. 38-40.
УДК 621.311
АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ КОМБИНАТОВ
Р.В. Клюев, И.И. Босиков, О.А. Гаврина, К.С. Крысанов
Приводятся результаты теоретического анализа и математической обработки экспериментальных исследований состояния изоляции отдельных элементов однотипных участков электрических сетей 0,4 кВ в подземных выработках, проведенных на рудниках ГМК на высоте расположения выработок до 1000 м над уровнем моря. Исследования выполнены по единой методике с целью выявления влияния высокогорья на состояние изоляции отдельных элементов сетей 0,4 кВ. Рекомендовано комплектовать скреперные лебедки, вентиляторы и другие механизмы рудников высокогорья двигателями с кремнийорганической изоляцией или с заливкой лобовых частей покрывными лаками аналогично экскаваторным двигателям. Аналогичное положение отмечено и с пусковой аппаратурой. Более 50 % всей аппаратуры высокогорных рудников имеют активное сопротивление изоляции менее 20 мОм. Отмечена более высокая несимметрия полного и активного сопротивления изоляции пусковых аппаратов. Рекомендовано использовать силикагель для уменьшения влажности воздуха внутри оболочек пусковой аппаратуры. Приводятся результаты экспериментальных исследований отрезков бронированных и гибких кабелей при их эксплуатации на рудниках. Сравнительные экспериментальные исследования не позволили выявить влияние высокогорья на состояние изоляции кабелей из-за большого количества типов, сечений и качества разделки концов этих отрезков, а также большого разброса величин полного и активного сопротивления изоляции. Рекомендовано проведение аналогичных исследований на других высокогорных рудниках Российской Федерации.
Ключевые слова: сопротивление изоляции, электрические сети, горнометаллургические комбинаты.
Введение. Повышение эффективности добычи цветных металлов требует как интенсификации работ на существующих рудниках и карьерах, так и освоения перспективных районов добычи особенно в горах Кавказа при расположении горных работ на высоте свыше 1000 м над уровнем моря. Так как серийное электротехническое оборудование, как правило, рекомендуется к эксплуатации на высоте над уровнем моря не более 1000 м, то без специальных исследований невозможно определить условия нор-
мальной эксплуатации этого оборудования на высоте свыше 1000 м над уровнем моря [1-5].
Предварительный анализ результатов экспериментальных исследований состояния изоляции на рудниках цветной металлургии в районе Северного Кавказа позволил выявить определенную тенденцию к снижению уровня изоляции низковольтных электрических сетей и электрооборудования в них при увеличении высоты их расположения над уровнем моря.
Так, сопротивление изоляции участковой сети 0,4 кВ на высоте до 1000 м над уровнем моря на один порядок выше сопротивления изоляции аналогичных сетей на высоте свыше 1000 м над уровнем моря. Сопротивление изоляции двигателей и кабелей в аналогичных условиях также имеет тенденцию к снижению, хотя и не так явно проявляющуюся, как при сетевых измерениях. Поэтому ранее планировались ограниченные сравнительные измерения сопротивления изоляции отдельных элементов сети (двигателей, кабели и пусковая аппаратура) в подземных выработках на высоте до и свыше 1000 м над уровнем моря.
Задачи и методика исследований. Программой исследований предусматривалось выполнение этапа сравнительных исследований сопротивления изоляции отдельных элементов участковых сетей на уровне до 1000 м. При этом ставилась задача получения экспериментальных данных для сравнительного анализа состояния изоляции отдельных элементов сетей в одинаковых гидрометеорологических условиях эксплуатации, но на разной высоте над уровнем моря.
Участковые сети выполнены медными жилами типа СБГ, гибкими резиновыми кабелями типа ГРШС, КРПТ. Участковые сети обслуживают скреперные лебедки типа ЛС-30-2С с двигателями мощностью 30 кВт, вентиляторы частичного проветривания, осветительные трансформаторы. На лебедках и вентиляторах использованы двигатели единой серии АО2. Пусковая и распределительная аппаратура в исследуемых сетях представлена взрывобезопасными автоматическими фидерными выключателями АФВ-1, АФВ-2А, магнитными пускателями ПМВИ, ПМВ1.
Так как работа выполнялась по единой тематической карте, то для проведения исследований использовалась методика, отработанная в ведущих вузах минерально-сырьевого комплекса РФ.
Экспериментальные исследования изоляции отдельных элементов участковых электрических сетей 0,4 кВ. По результатам экспериментальных исследований изоляции участковых сетей 0,4 кВ наиболее низкий уровень сетевой изоляции отмечен одном из высокогорных ГМК, на котором и были проведены исследования уровней изоляции отдельных элементов этих сетей [6-8]. При анализе результатов обработки экспериментальных исследований изоляции отдельных элементов отмечено, что уровни активного сопротивления изоляции элементов в сетях ГМК выше, чем в сетях аналогичных ГМК. Поэтому были проведены дополнительные
сравнительные измерения сопротивления изоляции элементов участковых сетей. Для удобства анализа характерных особенностей изменения уровней состояния изоляции результаты экспериментальных исследований сгруппированы не по рудникам, а по отдельным элементам сетей (двигатели, пускатели, кабели). С целью накопления экспериментальных данных и увеличения объема генеральной выборки при математической обработке рассматриваются совместно результаты экспериментальных исследований за 2 года.
Для упрощения анализа экспериментальных данных по отдельным элементам в данной главе рассматриваются средние значения экспериментальных данных.
Электрические схемы участковых сетей, в которых проводились ис-
Рис. 1. Схема электрической сети 0,4 кВ рудника
Результаты экспериментальных исследований сопротивления изоляции двигателей лебедок, вентиляторов после математической обработки полученных данных приведены в табл. 1.
Как видно из табл. 1, измерениями охвачены двигатели скреперных лебедок типа АО2. Основная масса двигателей, охваченных измерениями, представлена двигателями лебедок АО2-72-4 мощностью 30 кВт.
Полное сопротивление изоляции двигателей изменяется в широких пределах от 0,163 до 6,769 мОм, активное сопротивление изоляции от 2,822 до 660 мОм. Статистическая обработка экспериментальных данных показывает, что устойчивый уровень полного сопротивления изоляции
двигателей приходится на интервал 2=0...2 мОм с плотностью распределения вероятностей Р(2)=0,77 (рисунок 2), а устойчивый уровень активного сопротивления изоляции на три интервала:
1) 0...5 мОм с плотностью распределения вероятностей Р(К)=0,18;
2) 10... 15 мОм с плотностью распределения вероятностей Р(Д)=0,155;
3) Л>25 мОм с плотностью распределения вероятностей Р(Д)=0,141 (рис. 3).
Таблица 1
№ п/п Наименование элементов № на схеме Место установки Z Я Я по измерениям мегомметром
1 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 2 Блок 342, устье блока 6,769 640 6,769 640
2 Вентилятор СВМ-5М 4 Блок 342, устье блока 0,44 3,294 0,445 2,5
3 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 6 Блок 342, 6-й слоевой штрек 0,55 660 0,55 200
4 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 9 Блок 342, 6-й слоевой штрек 0,271 208,71 0,271 200
5 Скреперная лебедка ЛС-55, АО2-82-4 10 Блок 342, устье блока 0,163 170,13 0,163 100
6 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 12 Блок 342, 3-й слоевой штрек 0,274 330 0,274 150
7 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 4 Блок 342, 2-й слоевой штрек 0,261 660 0,261 120
8 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 17 Блок 350, 1-й слоевой штрек 0,189 2,822 0,191 5
9 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 19 Блок 350, 2-й слоевой штрек 0,282 656 0,282 300
10 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 22 Блок 303, полевой штрек 0,407 1296 0,407 500
11 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 24 Блок 303, 7-й слоевой штрек 0,275 23,709 0,276 13
12 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 26 Блок 303, 6-й слоевой штрек 0,229 204 0,229 150
13 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 28 Блок 325, 5-й слоевой штрек 0,323 129,6 0,323 100
14 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 30 Блок 325, 6-й слоевой штрек 0,264 310 0,264 200
15 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 32 Блок 325, 7-й слоевой штрек 0,352 317,55 0,352 250
16 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 34 Блок 222, 3-й слоевой штрек 0,201 50 0,201 200
17 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 36 Блок 222, 4-й слоевой штрек 0,196 23,68 0,197 26
18 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 38 Блок 222, 5-й слоевой штрек 0,448 3,55 0,452 3,3
Окончание табл. 1
19 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 40 Блок 222, 6-й слоевой штрек 0,393 66,668 0,393 200
20 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 42 Блок 214, слоевой штрек 0,35 89,142 0,35 500
21 Скреперная лебедка ЛС-30-2С, АО2-72-4 44 Блок 214, 3-й слоевой штрек 0,276 76 0,276 200
При этом более 72 % всех двигателей имеют активное сопротивление изоляции более 10 мОм. В то же время 13 % двигателей имеют активное сопротивление изоляции менее 1,65 мОм, что ниже норм на сопротивление изоляции двигателей.
Рис. 2. Зависимость плотности распределения вероятностей от полного сопротивления изоляции двигателей
Рис. 3. Зависимость плотности распределения вероятностей Р(Я) от активного сопротивления изоляции двигателей
Более полная картина распределения уровней изоляции двигателей может быть получена при анализе кривых накопления вероятностей полного Б(2) (рис. 4) и активного Р(Я) (рис. 5) сопротивления изоляции. Кривая рис. 4 показывает, что более 77 % всех двигателей имеют полное сопротивление изоляции менее 2 мОм, характерное для сырых шахт и рудников. Как видно из рис. 6, более 60 % всех двигателей этой группы имеют активное сопротивление более 10 мОм, то есть на уровне сухих шахт с хорошими условиями эксплуатации.
1-1-1-1-1-1-►
0 2 4 6 8 10 2, мОм
Рис. 4. Зависимость кривой накопления вероятностей от полного сопротивления изоляции двигателей
т.
80
60--
40
20
10
15
20
25
Я, мОм
Рис. 5. Зависимость кривой накопления вероятностей Е(Я) от активного сопротивления изоляции двигателей
0
5
Такое несоответствие высокого активного и полного сопротивления изоляции может быть объяснено несоответствием двигателей общепромышленной серии АО2 условиям эксплуатации рудников с постоянной влажностью рудничного воздуха на уровне 85...98 %. Значительное увлажнение изоляции приводит к повышению емкости обмоток и уменьшению полного сопротивления изоляции.
Несимметрия полного и активного сопротивления изоляции двигателей группы А характеризуется коэффициентами несимметрии К2=1,0-1,1 и Кд=1,0-1,1 при максимальных значениях К2м=3,0 и Кям=39,0.
Экспериментальные исследования состояния изоляции пусковой аппаратуры в электрических сетях 0,4 кВ. Результаты экспериментальных исследований сопротивления изоляции пусковой аппаратуры в подземных сетях 0,4 кВ приведены в табл. 2.
Таблица 2
Сопротивление изоляции пусковой аппаратуры _
Я по
Наименова- изме-
№ п/п ние элементов № на схеме Место установки Z Я ЛТ рениям ме-гомме тром
1 ПМВ-1357 3 Блок 342, устье блока 2,336 6,98 2,57 5,8
2 ПРВ-1031 5 Блок 342, устье блока 4,726 12,681 5,18 15
3 ПМВ-1331 8 Блок 342, 6-й слоевой штрек 11,56 186,5 11,7 140
4 ПМВ-1331 9 Блок 342, 5-й слоевой штрек 9,12 76,872 9,159 70
5 ПМВИ-1357 11 Блок 350, устье блока 4,292 64,8 4,305 100
6 ПМВИ-1331 13 Блок 342, 3-й слоевой штрек 4,526 16,675 4,723 16
7 ПМВИ-1331 15 Блок 342, 2-й слоевой штрек 4,47 82,539 4,476 50
8 ПВИ-25 18 Блок 350, 1-й слоевой штрек 0,981 4,9 3,299 5
9 ПМВИ-1331 20 Блок 350, 1-й слоевой штрек 5,565 121,251 5,57 100
10 ПМВИ-1357 23 Блок 303, полевой забой 3,594 64,943 4,602 54
11 ПМВИ-1331 25 Блок 303, 7-й слоевой штрек 4,853 87,887 4,862 100
12 ПМВ-1331 27 Блок 303, 6-й слоевой штрек 1,806 6,061 1,929 7
13 ПМВИ-13М 29 Блок 325, 5-й слоевой штрек 5,389 22,716 5,55 40
14 ПВИ-25 31 Блок 325, 6-й слоевой штрек 2,919 7,19 3,165 7
15 ПМВ-1331 33 Блок 325, 7-й слоевой штрек 7,333 512 7,333 200
16 ПМВ-1331 35 Блок 222, 3-й слоевой штрек 3,739 24,65 3,85 22
17 ПМВ-1357 37 Блок 222, 4-й слоевой штрек 1,589 1,783 3,524 2
18 ПМВ-1331 39 Блок 222, 5-й слоевой штрек 2,432 27,731 2,448 60
19 ПМВ-1331 41 Блок 222, 6-й слоевой штрек 2,93 15,604 2,993 16
20 ПМВ-1331 43 Блок 214, 2-й слоевой штрек 4,949 104,12 4,954 200
21 ПМВ-1331 45 Блок 214, 3-й слоевой штрек 3,5 52 3,517 50
Полное сопротивление изоляции пускателей изменяется в пределах от 0,981... 11,56 мОм с устойчивым уровнем изоляции в интервале 2=4... 6 мОм и плотностью распределения вероятностей Р(2)=0,25 и в интервале
более 14 мОм с плотностью распределения вероятностей Р(7)=0,22 (рис. 6).
Активное сопротивление пускателей изменяется в пределах от 1,783 до 186,5 мОм.
Р(7)
6 8 10 12 14 7, мОм
Рис. 6. Зависимость плотности распределения вероятностей от полного сопротивления изоляции пускателей
Устойчивый уровень активного сопротивления изоляции пускателей группы А приходится на интервал ^=0... 10 мОм с плотностью распределения вероятностей Р(Я)=0,39 и на интервал Я>50 мОм с плотностью распределения вероятностей Р(Я)=0,25 (рис. 7).
Р(ЯЦ
0 10 20 30 40 50 60 70 80 Я, мОм
Рис. 7. Зависимость плотности распределения вероятностей Р(Я) от активного сопротивления изоляции пускателей
Экспериментальные исследования состояния изоляции электрических кабелей подземных электрических сетей 0,4 кВ. Экспериментальными исследованиями охвачены отрезки кабелей участковых сетей. Результаты математической обработки экспериментальных данных по измерениям сопротивления изоляции электрических кабелей представлены в табл. 3.
Сопротивление изоляции кабелей
Таблица 3
0,4 кВ
№ п/п № на схеме Тип и сечение кабеля Длина, м Место прокладки Z Я ЛТ Я по измерениям мегомметром
1 1 СБ-3х75 500 Откаточный штрек 863 м 0,0184 5,014 0,0184 4
2 7 ГРШН-3х6+1х4 3 Слоевой штрек 2,19 680 2,19 210
3 46 ГРШН-3х 70+1x10 15 360 блок 0,601 126,83 0,601 300
4 47 ГРШН-3х 70+1x10 250 360 блок 0,038 17,695 0,038 13
5 48 КРПТ-3х35+1х10 60 360 блок 0,221 24 0,228 200
6 49 КРПТ-3х35+1х10 100 360 блок 0,209 680 0,209 200
7 50 ГРШ-3х16+1х10 25 360 блок 0,214 0,4 0,245 0,25
8 51 ГРШ-3х35+1х10 25 366 блок 0,441 85,5 0,441 140
9 52 СБГ-3х35 45 366 блок 0,115 4,15 0,116 4,5
10 53 СБГ-3х35 100 366 блок 0,048 14,637 0,048 15
11 21 СБГ-3х70 270 Откаточный штрек 0,03 7,32 0,031 10
Исследованиями охвачены кабели питающих сетей, проложенные по штрекам, и кабели распределительных сетей от пускателей к двигателям.
Питающая сеть выполнена неоднородной, составленной из большого числа небольших по длине отрезков кабеля. Для питающих сетей использованы как бронированные кабели СБГ, так и гибкие резиновые кабели КРПТ, ГРШ, ГРШН. Соединение отдельных отрезков кабеля выполняется как в специальных коробках ВШК без заливки компаундной массой, так и в сетевых коробках магнитных пускателей и автоматов.
Различные типы, сечение и длина отрезков кабелей определяют большой диапазон изменения полного сопротивления изоляции отрезков кабеля от 0,038 до 2,19 мОм, а активного сопротивления изоляции отрезков кабелей - от 0,4 до 680 мОм.
Кабели для приемников этой группы имеют устойчивый уровень полного сопротивления изоляции в интервале 2=0... 0,1 мОм с плотностью распределения вероятностей Р(2)=0,303 и в интервале 2>0,5 мОм с плотностью распределения вероятностей Р(2)=0,334 (рис. 8).
Рис. 8. Зависимость плотности распределения вероятностей от полного сопротивления изоляции кабелей
Активное сопротивление изоляции этой группы кабелей имеет устойчивый уровень в интервале ^=0... 10 мОм и ^=10...20 мОм с одинаковой плотностью распределения вероятностей Р(^)=0,334 (рис. 9).
Рис. 9. Зависимость плотности распределения вероятностей Р(Я) от активного сопротивления изоляции кабелей
Так как исследованиями охвачены кабели различной длины, типа и сечений, устойчивые уровни полных и активных сопротивлений кабелей не позволяют сделать выводы о более или менее высоком уровне изоляции кабелей.
Как видно из табл. 3, отрезки кабелей имеют длину от 3 до 500 м. Наиболее характерным показателем качества изоляции кабелей является емкость кабеля на единицу его длины.
Для кабелей группы А емкость на единицу длины (удельная емкость Со//, мкФ/км) изменяется от 0,0049 до 0,83 мкФ/км с устойчивым уровнем в интервале С0// = 0,5... 0,55 мкФ/км (рис. 10).
Рис. 10. Зависимость плотности распределения вероятностей Р(Со/1) от емкости на единицу длины (С0/1) кабелей
Выводы
Экспериментальные исследования одних и тех же типов электрических приемников сетей 0,4 кВ рудников, расположенных на высоте до 1000 м над уровнем моря позволяют сделать сравнительные выводы о состоянии изоляции однотипного электрооборудования при его эксплуатации на значительной высоте над уровнем моря.
1. Электрические двигатели скреперных лебедок и вентиляторов частичного проветривания типа АО2 мощностью от 8 до 100 кВт имеют устойчивый уровень полного сопротивления изоляции в интервале 2=0+2 мОм. Устойчивый уровень активного сопротивления изоляции двигателей приходится на интервалы ^=0... 15 мОм К>25 мОм, Высокая влажность воздуха в выработках (86...98 %) и пониженное атмосферное давление (600...650 мм ртутного столба, 800.860 мбар) способствуют быстрому и устойчивому увлажнению изоляции двигателей, особенно на скреперных
лебедках с оросителями. Рекомендуется: для скреперных лебедок, буровых станков, вентиляторов, насосов высокогорных выработок использовать асинхронные двигатели с кремнийорганической изоляцией или с заливкой лобовых частей эмалевой краской по типу экскаваторных двигателей.
2. В пусковой аппаратуре во взрывобезопасном исполнении, используемая на рудниках, также наблюдается зависимость сопротивления изоляции от высоты расположения над уровнем моря. Пускатели имеют два устойчивых уровня в интервалах R=0...10 мОм и R>50 мОм, а количество пускателей с активным сопротивлением R>20 мОм составляет более 43 % от охваченных экспериментом. Для улучшения полного и активного сопротивления изоляции пусковой аппаратуры необходимо рекомендовать применение силикагеля с целью снижения влажности воздуха внутри оболочки.
3. Кабельная сеть исследовалась в виде небольших отрезков кабелей по штрекам и в блоках и имеет такой разброс характеристик сопротивления изоляции, при котором нельзя сделать определенных практических выводов о пригодности кабелей для высокогорных рудников. Следует, однако отметить, что кабельная сеть на участке зачастую выполнена случайными (без расчета и обоснования) отрезками кабелей с разными допустимыми токами. Поэтому необходимо упорядочение всего кабельного хозяйства участковых сетей 0,4 кВ.
4. Исходя из вышеизложенного, можно полагать, что изоляция пусковой аппаратуры и кабелей на высоте свыше 1000 м над уровнем моря незначительно изменяет свои параметры и только становится более чувствительной к повышенной влажности воздуха.
5. Задачи дальнейших исследований состоят в аналогичных исследованиях при проведении экспериментальных работ на других высокогорных рудниках.
Список литературы
1. Golik V.I., Razorenov Yu.I., Efremenkov A.B. Recycling of metal ore mill tailings // Applied Mechanics and Materials. 2014. Т. 682. Р. 363-368.
2. Metal deposits combined development experience / V. Golik, V. Ko-mashchenko, V. Morkun, O. Burdzieva // Metallurgical and Mining Industry. 2015. Т. 7. № 6. Р. 591-594.
3. Litvinenko V. S. Digital economy as a factor in the technological development of the mineral sector // Natural Resources Research. doi:10.1007/s11053-019-09568-4.
4. Motivation towards energy saving by means of IoT personal energy manager platform / Y. Zhukovskiy, D. Batueva, A. Buldysko, M. Shabalov // Paper presented at the Journal of Physics: Conference Series. 1333(6) doi:10.1088/1742-6596/1333/6/062033.
5. Khasheva Z.M., Golik V.I. The ways of recovery in economy of the depressed mining enterprises of the Russian Caucasus // International Business Management. 2015. Т. 9. № 6. Р. 1210-1216.
6. Performance evaluation of functioning of natural-industrial system of mining-processing complex with help of analytical and mathematical models / I. I. Bosikov, R. V. Klyuev, V. Ch. Revazov, D. E. Pilieva // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018. 2018 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 327 022013.
7. Bosikov I.I., Klyuev R.V., Kelekhsaev V.B. Method for determining of the ventilation object transfer function according to normal operation (by the example of mining and processing complex) // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, 2017. ICIEAM 2017 -Proceedings 8076113. DOI: 10.1109/ICIEAM.2017.8076113.
8. Bosikov I.I., Klyuev R.V., Kelekhsaev V.B. Development of indicators for performance functioning natural-industrial system evaluation at the mining and processing complex using the analytical hierarchy method // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2017 - Proceedings 8076114. DOI: 10.1109/ICIEAM.2017.8076114.
Клюев Роман Владимирович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, kluev-roman@rambler. ru, Россия, Владикавказ, Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет); Московский политехнический университет,
Босиков Игорь Иванович, канд. техн. наук, доц., igor.boss. 777@mail.ru, Россия, Владикавказ, Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет),
Гаврина Оксана Александровна, канд. техн. наук, доц., Gavrina-Oksana@yandex. ru, Россия, Владикавказ, Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет),
Крысанов Константин Сергеевич, канд. техн. наук, доц., fozk@yandex.ru, Россия, Москва, Московский политехнический университет
ANALYSIS OF THE STATE OF INSULATION OF ELECTRICAL EQUIPMENT OF MINING AND METALLURGICAL COMPANIES
R.V. Klyuev, I.I. Bosikov, O.A. Gavrina, K.S. Krysanov
The paper presents the results of theoretical analysis and mathematical processing of experimental studies of the insulation state of individual elements of the same type of sections of 0.4 kV electric networks in underground workings conducted at the mining and processing mines at heights of workings up to 1000 m above sea level. The studies were carried out according to a single method in order to identify the effect of highlands on the insulation state of individual elements of 0.4 kV networks. It is recommended to complete scraper winches, fans and other mechanisms of high-altitude mines with organosilicon-insulated en-
gines or with front coatings filled with top coat varnishes similar to excavator engines. A similar situation is noted with the launcher. More than 50 % of all the equipment of high-altitude mines have an active insulation resistance of less than 20 mOhm. A higher asymmetry of the total and active insulation resistance of launchers is noted. It is recommended to use silica gel to reduce air humidity inside the shells of the launcher. The results of experimental studies of sections of armored and flexible cables during their operation in mines are presented. Comparative experimental studies did not reveal the effect of highlands on the state of cable insulation due to the large number of types, cross-sections and the quality of cutting the ends of these segments, as well as the large scatter of the total and active insulation resistance. It is recommended that similar studies be conducted in other high-altitude mines of the Russian Federation.
Key words: insulation resistance, electric networks, mining and metallurgical plants.
Klyuev Roman Vladimirovich, Doctor of Technical Sciences, Full Professor, Chief of a Department, kluev-romanarambler.ru, Russia, Vladikavkaz, North Caucasian Institute of mining and metallurgy (State Technological University); Russia, Moscow, Moscow Polytechnic University,
Bosikov Igor Ivanovich, candidate of technical sciences, docent, i-gor.boss. 777@mail.ru, Russia, Vladikavkaz, North Caucasian Institute of mining and metallurgy (State Technological University),
Gavrina Oksana Alexandrovna, candidate of technical sciences, docent, Gavrina-Oksana'a yandex. ru, Russia, Vladikavkaz, North Caucasian Institute of mining and metallurgy (State Technological University),
Krysanov Konstantin Sergeevich, candidate of technical sciences, docent, fozkayandex. ru, Russia, Moscow, Moscow Polytechnic University
Reference
1. Golik V. I., Razorenov Yu. I., Efremenko A. B. processing of tailings of metallurgical ore mills // Applied mechanics and materials. 2014. Vol. 682. P. 363-368.
2. Experience of combined development of metal deposits / V. Golik, V. Ko-Maschenko, V. Morkun, O. Burdzieva // metallurgical and mining industry. 2015. Vol. 7. No. 6. P. 591-594.
3. Litvinenko V. S. Digital economy as a factor of technological development of the mineral resource complex // research of natural resources, doi:10.1007/s11053-019-09568-4-Yes.
4. Zhukovsky Yu., Batueva D., Buldysko A., Shabalov M. motivation for energy saving using The IOT platform personal energy manager // report presented in the journal of Physics: conference series, 1333(6) doi:10.1088/1742-6596/1333/6/062033.
5. Khasheva Z. M., Golik V. I. ways to improve the economy of depressed mining enterprises in the Russian Caucasus // International business management. 2015. Vol. 9. No. 6. P. 1210-1216.
6. Evaluation of the effectiveness of the functioning of the natural-industrial system of the mining and processing complex using analytical and mathematical models / I. I. Bos-ikov, R. V. Klyuyev, V. CH. Revazov D. E. Pilieva // IOP conference series: materials Science and technology, 2018. 2018 IOP Conf. Serial.: Mother. Sci. Eng. 327 022013.
7. Bosikov I. I., Klyuyev R. V., Kelekhsaev V. B. method for determining the transfer function of a ventilation object according to the normal operation mode (on the example of a mining and processing complex) // international conference on industrial engineering, application and production, 2017. ICIEAM 2017-Proceedings 8076113. DOI: 10.1109 / ICI-EAM.2017.8076113.
8. Bosikov I. I., Klyuyev R. V., Kelekhsaev V. B. development of indicators for evaluating the effectiveness of the natural-industrial system of the mining and processing complex using the analytical hierarchy method // International conference on industrial engineering, applications and manufacturing, ICIEAM 2017-proceedings 8076114. DOI: 10.1109 / ICIEAM.2017.8076114.
УДК 624.131.439
ПРОГНОЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРУЕМОГО СОСТОЯНИЯ
В ОКРЕСТНОСТИ ПОДЗЕМНОГО СООРУЖЕНИЯ В НЕЛИНЕЙНО-ДЕФОРМИРУЕМЫХ ГРУНТОВЫХ МАССИВАХ
А.Г. Протосеня, Г.А. Иовлев
Предложена методика построения численной модели для расчета НДС вокруг выработки, пройденной в грунтовом массиве, прочностные и деформационные свойства которых описываются упругой, упругопластической и нелинейной средами. Установлено, что при заданных параметрах для упругопластической и нелинейной модели вокруг выработки формируются зоны предельных состояний. Приведены их размер и форма. Проводится анализ особенностей модели упрочняющегося грунта сравнительно с моделью упругого-пластического тела. Было установлено превышение величин сопротивления сдвигу q при его достижении критерия прочности Кулона-Мора для модели упругогопластического тела по сравнению с моделью упрочняющегося грунта. Для модели упрочняющегося грунта была определена граница зоны формирования пластических деформаций.
Ключевые слова: нелинейное деформирование, грунтовый массив, модель упрочняющегося грунта, численное моделирование, выработка.
Введение. Основным грунтовым массивом, в котором осуществляется строительство подземных сооружений в г. Санкт-Петербурге, являются протерозойские глины в различной степени литификации. Эти грунтовые массивы, под нагрузкой, проявляют пластические свойства, выраженные в их нелинейном деформировании, что отмечалось многими исследователями [1, 4, 8].
Получение достоверного представления о влиянии нелинейных свойств грунтовых массивов на величину и характер распределения напряженно-деформированного состояния (НДС) в окрестности выработки необходим для обеспечения устойчивости, выбора безопасного способа и технологии крепления при строительстве подземного сооружения.
