CC BY
0
4. Eremin N. A. Work with large geological and field data in the era of the oil and gas Internet of Things // Oil. Gas. Innovations. 2018. No. 2. pp. 70-73. EDN YVWCMZ.
5. Development of the digital gas ecosystem based on a comprehensive scientific and technical program of a full innovation cycle / A. N. Dmitrievsky, N. A. Eremin, V. E. Stolya-rov, A.D. Chernikov // Proceedings of the Tula State University. Earth Sciences. 2023. No. 1. pp. 173-189. EDN ISXNOY.
6. Eremin N. A. Evolution of the digital oil and gas ecosystem from supercomputing to metacomputing // Izvestiya Tula State University. Earth Sciences. 2023. No. 1. pp. 190201. EDN WSGFNY.
7. Eremin N. A., Selenginsky D. A. On the possibilities of using artificial intelligence methods in solving oil and gas problems // Izvestiya Tula State University. Earth Sciences. 2023. No. 1. pp. 201-211. EDN LGOGCA.
8. Dmitrievsky A. N., Eremin N. A. Large geodata in the digital oil and gas ecosystem // Energy policy. 2018. No. 2. pp. 31-39. EDN XORVZB.
УДК 622.271.3.001.63:621.926.2
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ ПЕРЕДВИЖНЫХ ДРОБИЛЬНО-ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ УСТАНОВОК
А.А. Чиркин
Предложен методологический подход к определению технического уровня ПДПУ, который позволит конструкторам, как на стадии проектирования дробильно-перегрузочной установки, так и технологам проектировщикам разрабатывающих, технологическую схему циклично-поточной технологии с ПДПУ для конкретного карьера принять проектное решение, обеспечивающее максимально возможный экономический эффект.
Ключевые слова: технический уровень; передвижная дробильно-перегрузочная установка; конусная дробилка; производительность; гусеничный транспортер; открытые горные работы.
Введение
Эффективность циклично-поточной технологии с внутрикарьерны-ми системами дробления в настоящее время и на ближайшую перспективу определяет технический и технологический уровень открытых горных работ. В качестве внутрикарьерных систем дробления, применяются передвижные дробильно-перегрузочные установки ПДПУ в модульном (блочном) исполнении, которые отличаются многообразием, как конструктивного исполнения отдельных модулей, так и компоновочных вариантов установки в целом.
Применяемые установки должны отвечать современным требованиям экологической безопасности горного производства, энергоэффективности, а также учитывая фактор увеличения глубины карьеров и соответ-
ственно расстояния транспортирования, поддерживать экономическую эффективность на весь период отработки карьера [1, 2]. Разнообразие конструктивных решений передвижных дробильно-перегрузочных установок приводит к тому, что проектировщикам при принятии решений приходится сталкиваться с трудностями при анализе многочисленных показателей характеризующие, как технические, так и технологические показатели работы ПДПУ в составе комплексов ЦПТ.
Технический уровень используемой передвижной дробильно-перегрузочной установки может характеризоваться совокупностью показателей технических параметров установки, комплексным показателем качества в сравнении с базовой установкой.
Повышение технического уровня и экономической эффективности применения ПДПУ в комплексах ЦПТ, диктует чтобы при разработке новых типов установок и обосновании дополнительных затрат на их совершенствование проектировщики руководствовались на конечные эксплуатационные и технологические показатели работы установок. Это позволит в полной мере реализовать все положительные стороны от применения ПДПУ в комплексах ЦПТ и получить максимальный экономический эффект.
Методология. Для оценки технического уровня необходимо использовать такой показатель технического уровня, который надёжно позволит конструкторам, как на стадии проектирования дробильно-пергрузочной установки, так и технологам проектировщикам разрабатывающих, технологическую схему циклично-поточной технологии с ПДПУ для конкретного карьера принять проектное решение, обеспечивающее максимально возможный экономический эффект.
Приступая к разработке проекта необходимо выбрать такую дро-бильно-перегрузочную установку, которая будет являться базовым вариантом для разработки перспективной конструкции ПДПУ. Базовым вариантом должна служить установка, у которой технические и технологические возможности испытаны и изучены в производственных условиях.
При этом выбор различных технических и технологических параметров должен производиться на начальном этапе проектирования ПДПУ, то есть с процесса разработки технического задания с учётом особенностей отработки конкретного карьера, его производительности, а также с экологических требований, принимая во внимания временной тренд существования горного предприятия.
Кроме того, также в настоящее время необходимо определить пути развития дробильно-перегрузочных установок, так как решение проблемы создания новых типов установок связаны с большими финансовыми, интеллектуальными и временными затратами.
Для сравнительной оценки предлагается использовать показатель технического уровня в виде выражения
К =1 ф(1)
где Xi+, Х^, Xj-; Xj+ - значения единичных параметров сравниваемых установок.
В первом слагаемом суммируются все технические параметры при условии - чем больше значения параметра проектируемой установки, тем лучше. Во втором слагаемом суммируются все технические параметры при условии, чем меньше значение параметра проектируемой установки, тем лучше. Например, чем меньше время переноса дробильно-перегрузочной установки на новый горизонт, площадка для размещения ПДПУ на горизонте установки, тем лучше установка.
Для практического определения показателя технического уровня был проанализирован и систематизирован мировой опыт создания, проектирования и применения, ПДПУ в блочном (модульном) исполнении для комплексов циклично-поточной технологии.
Результаты и обсуждение
Разнообразие представленных типов ПДПУ приводит к тому, что при разработке и технической оценки дробильно-перегрузочных установок затрагивается комплекс технических и технологических факторов, которые выделить и проанализировать без учета особенностей работы установки в составе комплекса ЦПТ не представляется возможным. При анализе выявлено 12 вариантов характерных типов компоновочных схем установок (рис. 1) [3-11]. Отдельные модули переносятся на новое место установки специальным автономным гусеничным транспортным средством грузоподъёмностью от 200 до 4000 т. Максимальные габариты гусеничного транспортёра составляют: высота - 3м; ширина - 11м; среднее давление на грунт - 0,22 МПА. Как правило, масса отдельного модуля установки не превышает 1000 тонн, но в варианте одномодульной компоновки может достигать 3000 тонн.
За базовый вариант для оценки технического уровня принята передвижная дробильно-перегрузочная установка фирмы "Дювэл" США, которая прошла полный цикл эксплуатации и о технических, технологических и конструктивных параметрах имеется наиболее полная информация в технической литературе. Эта установка эксплуатировалась на медном карьере "Сиеррита" (США), с максимальной проектной мощностью 15 млн т/год. Перемещение модулей дробилки, осуществлялось с помощью автономного гусеничного транспортёра, грузоподъёмностью 1050 т. Загрузка дробильного модуля, оснащённого конусной дробилкой Аллис-Чалмерс 60-89, производилось пластинчатым питателем, выполненным по симметричной схеме, с длиной 53 м. Угол наклона питателя в интервале 5...20 даёт возможность, производить загрузку в двух вариантах установки питателя, в зависимости от выбора горизонта разгрузки автосамосвалов.
II VI X
"ТСрупп" ФРГ "Тойо Мевка Кншин.п.л'' Японии "Маунтейи СтеНтс" США
IV
"Нмссно ИI! IIII к'ирииргиит" я......ИИ
VIII
"Фуллер" США
XII
"Втаериотте" ФРГ
Рис. 1. Компоновочные схемы ПДПУ
В качестве перспективной разработки для анализа и определения технического уровня принят вариант трёхмодульного варианта компоновки установки производительностью 2000 м3/ч (рис. 2) [10, 11].
Рис. 2. Передвижная дробильно-перегрузочная установка (модульная) ДПУ-2000-М: 1 - модуль бункер-питателя; 2 - гусеничный транспортер; 3 - модуль дробилки (ККД1500/180); 4 -ленточный разгрузочный конвейер
Ряд основных параметров, полученных в результате проектирования ДПУ-2000-М и принятого базового варианта передвижной дробильно-перегрузочной установки фирмы "Дювэл" приведены в таблице.
Технико-экономические показатели дробильно-перегрузочных ___установок___
Наимено- Ширина Номи- Наиболь Произво- Масса, не Уста- Удель- Удель-
вания приём- нальная -ший дительность более нов- ная мас- ный
показате- ной ще- ширина размер техниче- (модуль ленная са, расход
ля ли , мм разгру- кусков ская бункер- мощ- т/т/ч электр
зочной питания, удельная, питатель и ность, о-
щели, мм т/ч дро- не бо- энер-
мм т/ч/мм бильный лее, гии,
модуль), т кВт кВт.ч/т
ДПУ-2000- 1500 180 1200 4000 1250 850 0,31 0,21
М на базе 22,2
конусной
дробилки
ДПУ Фир- 1520 180 1216 2900 1620 1368 0,55 0,47
ма 16,1
"Дювэл"
США (ба-
зовый ва-
риант)
При выборе компоновочной схемы ПДПУ на стадии проектирования и показателей для определения технического уровня необходимо учитывать комплекс факторов, которые отражают технические и технологические особенности эксплуатации (рис. 3).
Рис. 3. Факторы, учитываемые при проектировании ПДПУ
В соответствии с расчётом по формуле (1) по 12 техническим и технологическим параметрам коэффициент технического уровня проектируемой установки ДПУ-2000-М, составил 16, 39 против значения 12,0 для базовой дробильно-перегрузочной установки фирмы "Дювэл", что говорит о более высоком техническом уровне установки в целом.
Заключение
Таким образом, определение технического уровня передвижных дробильно-перегрузочных установок по предложенной методики позволяет учитывать весь комплекс технических, технологических и экономических факторов, как на стадии проектирования, так и на стадии промышленной эксплуатации. Данный подход позволяет определить направления совершенствования установок, а также оценивать уровень достижения проектных показателей в процессе эксплуатации в составе комплексов циклично-поточной технологии.
Выполненный анализ компоновочных схем ПДПУ, конструкций составных модулей и математического моделирования реализуемого в ходе многопараметрического синтеза позволили определить пути повышения технического уровня.
1. Сокращения параметров площадок занимаемой установкой в карьере, путём применения одно и двухмодульной компоновки.
2. Создания принципиально новых конструкций ПДПУ, с компактными габаритами, на основе одномодульной компоновки.
3. Разработка специальных типов дробилок для оснащения внутри-карьерных систем дробления с улучшенными параметрами массы, уменьшенными габаритами и показателями энергоэффективности.
4. Независимо от выбранного варианта компоновки и конструкции составных модулей, установка должна работать в составе роботизированного комплекса.
Список литературы
1. Яковлев В.Л. Основные этапы и результаты исследований по разработке методологических основ стратегии развития горнотехнических систем при освоении глубокозалегающих месторождений твёрдых полезных ископаемых // Горная промышленность. 2022. №S1. С. 34-45.
2. Яковлев В. Л. Перспективные решения в области циклично-поточной технологии глубоких карьеров // Горный журнал. 2003. № 4/5. С. 51-56.
3. Фаддеев Б.В., Чапурин Н.А. Дробильные установки на карьерах. М.: Недра, 1981. 161 с.
4. Sassos M. P. In pit crushing and conveying sistems // Engineering and Mining Journal. 1984. Vol. 85. N4. P. 46-59.
5. Muller G. Shenkung der betriebsconsten im Festgesteein - Tagebau
durch Einsatz von Brecher-Band System // Fordern und heben.1986. Bd. 36. N 8. S. 556-559.
6. Engineering Contractors // Mining Magazin. 1998. Vol. 179. N 2. P.
75.
7. Marek T.M. In-Pit Crushing and Conveying-Mine Planning and Operations // Skillings Mining Review. 1985. Vol.74. №22. P.6-10.
8. Utley R. W. "In-Pit Crushing," in SME Mining Engineering Handbook // 3rd ed. P.Darling, Ed. Society for Mining, Metallurgy and Exploration,
2011. Р. 941- 957.
9. Londono J. G., Knights P., Kizil M. "Review of In-pit Crusher Conveyor (IPCC) application," in 2012 Australian Mining Technology Conference.
2012. Р. 63-82.
10. Дробильно-перегрузочная установка: пат. 2168631 РФ, № 98100368/03; заявл. 05.01. 98; опубл. 10.06.01. Бюл. № 16. 3 с.
11. Чиркин А.А., Кантемиров В.Д. Технологические аспекты эксплуатации передвижных дробильно-перегрузочных установок на открытых горных работах // Тяжелое машиностроение. 2003. № 8. С. 28 - 32.
Чиркин Алексей Александрович, канд. техн. наук, доц., [email protected], , Россия, Екатеринбург, Уральский государственный университет путей сообщения
METHODOLOGICAL APPROACH TO DETERMINING THE TECHNICAL LEVEL
OF MOBILE CRUSHING PLANTS
A. A. Chirkin
A methodological approach is proposed to determine the technical level of mobile crushing plants (MCP), which will allow designers, both at the stage of designing a crushing plant, and technologists and designers developing a technological scheme for cyclic-flow technology with MCP for a particular quarry make a design decision that provides the maximum possible economic effect for the entire period of quarry development.
Key words: technical level, mobile crushing plant, cone crusher, performance, caterpillar conveyor, open pit mining.
Chirkin Aleksey Alekssandrovich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Yekaterinburg, Ural State University of Railway Transport
Reference
1. Yakovlev V.L. The main stages and results of research on the development of methodological foundations of the strategy for the development of mining systems in the development of deep-lying deposits of solid minerals // Mining industry. 2022. No. S1. pp. 3445.
2. Yakovlev V. L. Promising solutions in the field of cyclic-flow technology of deep pits // Mining Journal. 2003. No. 4/5. pp. 51-56.
3. Faddeev B.V., Chapurin N.A. Crushing plants at quarries. M.: Nedra, 1981. 161 p.
4. Sassos M. P. In pit crushing and conveying sistems // Engineering and Mining
Journal. 1984. Vol. 85. N4. P. 46-59.
5. Muller G. Shenkung der betriebsconsten im Festgesteein - Tagebau durch Einsatz von Brecher-Band System // Fordern und heben.1986. Bd. 36. N 8. S. 556-559.
6. Engineering Contractors // Mining Magazin. 1998. Vol. 179. N 2. P. 75.
7. Marek T.M. In-Pit Crushing and Conveying-Mine Planning and Operations // Skil-lings Mining Review. 1985. Vol.74. №22. P.6-10.
8. Utley R. W. "In-Pit Crushing," in SME Mining Engineering Hand-book // 3rd ed. P.Darling, Ed. Society for Mining, Metallurgy and Exploration, 2011. pp. 941- 957.
9. Londono J. G., Knights P., Kizil M. "Review of In-pit Crusher Con-veyor (IPCC) application," in 2012 Australian Mining Technology Conference-ence. 2012. p. 63-82.
10. Crushing and reloading plant: pat. 2168631 RF, No. 98100368/03; application. 05.01. 98; publ. 10.06.01. Bul. No. 16. 3 p.
11. Chirkin A.A., Kantemirov V.D. Technological aspects of the operation of mobile crushing and reloading plants in open-pit mining // Heavy engineering. 2003. No. 8. pp. 28 -32.
УДК 621.879.323
ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЗМА
ШАГАНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА
Н.М. Суслов, С.А. Чернухин, О.А. Лукашук, М. Д. Лукашук
Рассматривается трехопорный механизм шагания с гидравлическим приводом, которым оснащают мощные экскаваторы-драглайны, являющиеся основным оборудования при добыче угля открытым способом. Представлены результаты аналитических исследований влияния геометрических параметров механизма шагания на основные показатели механизма шагания, такие как скорость перемещения экскаватора-драглайна и величина шага.
Ключевые слова: экскаватор-драглайн, угольный разрез, механизм шагания, гидропривод, размер шага.
Разработка угольных месторождений, невзирая на сланцевую революцию, внедрение возобновляемых источников энергии и применение атомной энергии являются одними из главных направлений по добыче сырьевых энергоресурсов, так, на 2020 год доля потребления угля в совокупном мировом потреблении энергии составляет 27 % (рис.1) [1].
Основным потребителем угля в мире на 2021 год стал Китай, потребность в угле которого составляет 4,102 Мт в год, что составляет 51% от общемирового потребления [1]. Китай является лидером по вводам новых мощностей угольных тепловых электростанций (ТЭС), он обеспечивал от 50 до 90 % глобальных вводов ежегодно в течение 2006 - 2018 гг. За период с 2006 г. по июль 2018 г. Китай и Индия обеспечили 85 % вводов угольной генерации в мире (более 870 ГВт).
