CC BY
52
СЕМИНАР 12
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 2001" М0СКВЛ.яМГГУ.я29яянваряя-я2лфевраллл2001;г.
© Г.А. Прохоренко, В.Н. Сытенков, П.А. Шеметов, 2001
"АК 622.271
Г.А. Прохоренко, В.Н. Сытенков, П.А. Шеметов
GPS-СИСТЕМА АИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭКСКАВАТОРНО-АВТОМОБИЛЬНЫМ КОМПЛЕКСОМ И КАЧЕСТВОМ РУАНОГО ПОТОКА В ГЛУБОКИХ КАРЬЕРАХ
Традиционная система диспетчерского управления экскава-торно-авто-мобильным комплексом в глубоких (300-400 м и более) карьерах не в состоянии обеспечить эффективность управления процессами горных работ. Это связано с тем, что реализация управленческих процедур осложняется территориальной разобщенностью объектов управления, непрерывным изменением их положения в выработанном пространстве, вероятностным характером состояния оборудования, изменчивостью геологических показателей. Сообщения об изменениях характеристик управляемых объектов поступают по различным каналам и не всегда становятся своевременно доступными. В результате образуется информационный разрыв между оперативным планированием, фактической ситуацией в карьере принятием управленческих решений и их реализацией, что снижает их эффективность.
С 1997 года совместно специалистами НГМК и фирмы INTEGRA GROUP Ltd (USA) реализуется автоматизированная система управления автотранспортом карьера Мурунтау (АСУ АТ), которая на основе современной спутниковой навигационной системы (GPS-система) в полном объеме решает задачи управления экска-
ваторно-автомобильным комплексом [1, 2].
GPS-система АСУ АТ включает следующие технические средства:
1. 90 мобильных комплектов определения положения объекта в контролируемом пространстве, каждый из которых включает GPS-приемник, радиомодем, радиостанцию, блок питания, радио и GPS-антенну. Указанные устройства обеспечивают прием опорных сигналов, вычисление координат места нахождения автосамосвала и передачу этих координат в центральный сервер системы.
2. Центральный диспетчерский пункт системы, состоящий из базового GPS-приемника повышенной чувствительности, базового 8-ми канального контролера цифровых коммуникаций для связи с мобильными комплектами, радиостанции и центрального сервера (ПК Pentium).
3. Два автоматизированных рабочих места оператора контрольного пункта, состоящих из радиомодема, цифровой радиостанции для связи с центральным пунктом АСУ АТ.
4. Автоматизированное рабочее место диспетчера, состоящее из компьютера и радиомодема.
5. Архивный сервер, расположенный в здании АСУ ТП карьера.
Перечень задач СРБ - системы АСУ АТ карьера Мурунтау приведен на рис. 1 [3].
Необходимо подчеркнуть, что первые же месяцы эксплуатации СРБ-системы АСУ АТ показали еП высокую эффективность, поскольку ее использование позволяет на 8-10 % повысить производительность технологического автотранспорта карьера.
СРБ-система АСУ АТ вместе с набором программнотехнических средств взаимодействует с системой автоматизированного проектирования горного производства (САПР ГП), а так же с автоматизированной системой управления качеством рудного потока.
Месторождение Мурунтау характеризуется высокой изменчивостью содержания золота в руде (коэффициент вариации до 100 % и более), сложным строением рудных тел (коэффициент рудоносности от 10 до 90 %, коэффициент сложности контуров от 0,10 до 0,22 и более). Руда доставляется на перегрузочные пункты карьера автомобильным транспортом. Поэтому ключевыми элементами управления качеством рудного потока при цикличной технологии ведения горных работ приняты селективная разработка забоев с накапливанием руды различного качества в складах и последующим формированием рудного потока в системе «карьер - завод» изменением интенсивности отгрузки руды с разных складов. Однако концепцией развития карьера Мурунтау предусматривается перевод рудного потока на автомобильноконвейерный транспорт. Поэтому методы и средства управления качеством рудного потока в процессе развития карьера Мурунтау претерпевают существенные изменения. При этом усилия направлены главным образом на решение проблемы формирования внутри карьера рудного потока требуемого качества при цик-
Рис. 2. Схема контроля качества отработки рудных тел сложного строения с помощью ОРБ - системы
лично-поточной технологии ведения работ.
Для этого совместно специалистами НГМК и фирмы INTEGRA GROUP Ltd (USA) GPS-система управления экскаваторно-автомобильным комплексом была дополнена набором оригинальных компьютерных программ, обеспечивающих решение в реальном режиме времени следующих задач управления качеством рудного потока:
• управление селективной отработкой выемочных блоков без маркшейдерской выноски границ различных сортов горной массы на кровлю уступа, но с визуализацией на дисплее бортового компьютера правильности ведения горных работ в экскаваторных забоях;
• автоматическое определение качественных характеристик горной массы, загруженной в транспортное средство, с указанием адреса разгрузки;
• управление качеством элементарных и общего рудных потоков путем оперативного изменения интенсивности ведения работ в отдельных забоях с рудой различного качества;
• учет количества перевезенной горной массы каждого выделенного сорта.
Схема контроля качества отработки рудных тел приведена на рис. 2 [4].
Исходные данные для управления качеством рудного потока получаются следующим образом. Приемник GPS, установленный на экскаваторе, определяет координаты ковша в горизонтальной плоскости, положение которого отображается на экране бортового компьютера, куда выведен сортовой
план выемочного блока. Эти же координаты ковша в забое передаются в Центральный компьютер, где с использованием алгоритма нелинейной интерполяции данных эксплуатационной разведки вычисляется содержание золота сначала в каждом ковше экскаватора, а затем и в автосамосвале. В зависимости от результатов вычислений автосамосвалу задается маршрут движения, а компьютер контролирует пра-
вильность его выполнения.
Управление качеством рудного потока включает: планирование графика добычных работ (САПР «Руда»); регистрацию результатов отгрузки руды от каждого экскаватора и карьеру в целом; учет этих результатов нарастающим итогом и сопоставление графика реальных показателей с графиком опера-
Рис. 3. Зависимость накопленного отклонения среднего содержания от объема и продолжительности формирования порции рудной массы
тивного плана добычных работ; прогнозирование ожидаемой динамики показателей рудного потока, а в случаях отклонения реальных показателей от плановых - разработку рекомендаций о коррективах в развитии горных работ на отдельных участках и забоях карьера.
Предпосылками для успешного решения проблемы формирования внутри карьерного рудного потока требуемого качества при циклично-поточной технологии ведения работ является выравнивание среднего
содержания золота в рудной массе в определенной порции (800-1000 тыс. т) рудной массы (рис. 3). Для формирования такой порции при циклично-поточной технологии ведения горных работ должны применяться накопительно-догру-зочные склады между автомобильным и конвейерным транспортом внутри карьера и буферные склады между конвейерным и железнодорожным транспортом на его поверхности. В карьере Мурунтау нако-
плен значительный опыт применения таких складов [5].
В завершение отметим, что разработанные ОРБ-системы, АС «РУДА», САПР горного производства представляют собой единую систему, позволяющую проектировать и реализовывать оптимальный режим горных работ с минимальными потерями и разубоживанием руды и решением практически всех учетных задач горного производства.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кучерский Н.И. Современные технологии управления качеством сырья в горноперерабатывающей системе "недра-завод" при проектировании и эксплуатации сложно-структурных месторождений. - Открытые горные работы, 2000, №2. - С. 12-21.
2. Управление качеством продукции - от карьера до слитка // Мазуркевич А.П., Сытенков В.Н., Кан-цель А.В. и др./ Цветные металлы, 1999, №7. - С. 28-31.
3. ОРБ-система диспетчерского управления экскаваторно-автомобильным комплексом карьера Му-
рунтау / Мальгин О.Н., Шеметов П.А., Головач Д.Г. и др.// Горный вестник Узбекистана, 2000, №2. - С. 3-6.
4. ОРБ-система повышения качества отработки рудных тел сложного строения / Мазуркевич А.П., Канцель А.В., Прохоренко Г.А. и др. // Горный вестник Узбекистана, 2000, №2. - С. 7-10.
5. Толстое Е.А., Сытенков В.Н, Филиппов С.А. Процессы открытой разработки рудных месторождений в скальных массивах. Учебное пособие. -Ташкент: Фан, 1999. - 276 с.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
