Научная статья на тему 'ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОДИЗЕЛЬНЫХ КАРЬЕРНЫХ САМОСВАЛОВ БЕЛАЗ 75131 И БЕЛАЗ 75306 ИСПОЛЬЗУЮЩИХ В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА СЖИЖЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ГАЗ - МЕТАН'

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОДИЗЕЛЬНЫХ КАРЬЕРНЫХ САМОСВАЛОВ БЕЛАЗ 75131 И БЕЛАЗ 75306 ИСПОЛЬЗУЮЩИХ В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА СЖИЖЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ГАЗ - МЕТАН Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
328
47
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КАРЬЕРНЫЙ САМОСВАЛ БЕЛАЗ / СЖИЖЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ГАЗ / МЕТАН / МОТОРНОЕ ТОПЛИВО / КРИОГЕННАЯ БОРТОВАЯ ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА / ДВУХТОПЛИВНЫЙ (ГАЗОДИЗЕЛЬНЫЙ) РЕЖИМ РАБОТЫ / СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЗАГАЗОВАННОСТИ

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Дубов Г. М., Нохрин С. А., Аксенова О. Ю., Штоцкая А. А., Ельцов И. Е.

В представленной работе рассматривается состояние вопроса обеспечения промышленной безопасности при эксплуатации газодизельных (двухтопливных) карьерных самосвалов БелАЗ серий 75131 и 75306 использующих в качестве моторного топлива сжиженный природный газ - метан. В статье обоснована актуальность использования сжиженного природного газа - метан на тяжелых карьерных самосвалах, как наиболее эффективного способа повышения эколого-экономической эффективности при транспортировке вскрышных пород и минеральных ресурсов. Проводится анализ совокупности факторов (технологических, технических, безопасности) определяющих возможность и перспективность использования альтернативного моторного топлива, сжиженного природного газа - метан при эксплуатации тяжёлых карьерных самосвалов в горнодобывающей отрасли. Приводятся данные об имеющемся на сегодняшний день опыте применения на тяжёлых карьерных самосвалах экологически более чистого по отношению к дизельному топливу сжиженного природного газа - метан. Говорится о том, что в России, в Кемеровской области - КУЗБАССЕ впервые, в рамках одной группы компаний, успешно реализован интегрированный проект по производству сжиженного природного газа и его потреблению применительно к тяжёлым карьерным самосвалам БелАЗ. Представлена методика оснащения газодизельных (двухтопливных) карьерных самосвалов БелАЗ серий 75131 и 75306 системой контроля загазованности, обеспечивающей их безопасную эксплуатацию на участках горных выработок. Приведены данные по соблюдению требований безопасности: при хранении сжиженного природного газа - метан; при заправке сжиженным природным газом - метан бортовых криогенных топливных СПГ-баков, расположенных на борту карьерных самосвалов БелАЗ серий 75131 и 75306; необходимых и обязательных мер предосторожности и средствах защиты при эксплуатации и обслуживании газодизельных карьерных самосвалов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Дубов Г. М., Нохрин С. А., Аксенова О. Ю., Штоцкая А. А., Ельцов И. Е.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ENSURING THE SAFE OPERATION OF BELAZ 75131 AND BELAZ 75306 GAS-DIESEL MINING DUMP TRUCKS COMSUMING LIQUEFIED NATURAL GAS - METHANE - AS A MOTOR FUEL

The state of the issue of ensuring industrial safety during when operating dual-fuel gas-diesel BelAZ series 75131and 75306 mining dump trucks, using liquefied natural gas - methane - as a motor fuel, is considered in the present work. The relevance of using liquefied natural gas - methane - for heavy-duty mining dump trucks as the most effective way to increase environmental and economic efficiency in the haulage of overburden and mineral resources is substantiated in the article. An analysis is made of a set of factors (technological, engineering, safety) that determine the possibility and prospects of using alternative motor fuel - liquefied natural gas methane - when operating heavy-duty mining dump trucks in the mining industry. Data are given on the current experience of using liquefied natural gas - methane, which is environmentally cleaner in relation to diesel fuel, for heavy-duty mining dump trucks. It is reported that in Russia, in the Kemerovo region - KUZBASS, for the first time, one group of companies has successfully implemented an integrated project for the production of liquefied natural gas and its consumption by BelAZ heavy-duty mining dump trucks. A technique for equipping dual-fuel gas-diesel BelAZ series 75131 and 75306 mining dump trucks with a gas pollution control system that ensures their safe operation in mine workings is presented. Data on compliance with safety requirements are given: when storing liquefied natural gas - methane, when refueling on-board cryogenic fuel LNG tanks installed on BelAZ series 75131 and 75306 mining dump trucks with liquefied natural gas - methane, necessary and mandatory precautions and protective equipment during operation and maintenance of gas-diesel mining dump trucks

Текст научной работы на тему «ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОДИЗЕЛЬНЫХ КАРЬЕРНЫХ САМОСВАЛОВ БЕЛАЗ 75131 И БЕЛАЗ 75306 ИСПОЛЬЗУЮЩИХ В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА СЖИЖЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ГАЗ - МЕТАН»

■ Г.М. Дубов // G. M. Dubov nikokem@mail.ru

кандидат технических наук, доцент кафедры «Горные машины и комплексы», руководитель ИЦ «Промышленных технологий» ФГБОУ ВО КузГТУ имени Т.Ф. Горбачева.

candidate of technical sciences, associate professor of the Department of mining machinery and complexes, head of the Industrial Technologies Research Center of the FSBEI HE T.F. Gorbachev KuzGTU.

ГлИт^! Êtàk

■ О.Ю. Аксенова// O.Yu.Aksenova aka.gp061@kuzstu.ru

кандидат технических наук, доцент, заведующая кафедрой «Начертательной геометрии и графики» ФГБОУ ВО КузГТУ имени Т.Ф. Горбачева. candidate of technical sciences, associate professor, head of the Department of descriptive geometry and graphics of the FSBEI HE T.F. Gorbachev KuzGTU.

■ С.А. Нохрин// S.A. Nokhrin nsa500@mail.ru

I заместитель генерального директора по газификации автотранспорта ООО «ТехноЭко» (Кемеровская область -КУЗБАСС, г. Прокопьевск). deputy general director for the conversion of vehicles to gas operation of TekhnoEko LLC (Kemerovo Region - KUZBASS, Prokopyevsk).

■ А.А. Штоцкая // A.A. Shtotskaya shtockayaaa@kuzstu.ru

кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобильных перевозок» ФГБОУ ВО КузГТУ имени Т.Ф. Горбачева.

candidate of technical sciences, associate professor of the Department of road transportation of the FSBEI HE T.F. Gorbachev KuzGTU

■ И.Е. Ельцов //I.E. Eltsov t-pain99@yandex.ru

аспирант ФГБОУ ВО КузГТУ имени Т.Ф. Горбачева

graduate student of the FSBEI HE T.F. Gorbachev KuzGTU

УДК 622.684

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОДИЗЕЛЬНЫХ КАРЬЕРНЫХ САМОСВАЛОВ БЕЛАЗ 75131 И БЕЛАЗ 75306 ИСПОЛЬЗУЮЩИХ В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА СЖИЖЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ГАЗ - МЕТАН ENSURING THE SAFE OPERATION OF BELAZ 75131 AND BELAZ 75306 GAS-DIESEL MINING DUMP TRUCKS COMSUMING LIQUEFIED NATURAL GAS - METHANE - AS A MOTOR FUEL

В представленной работе рассматривается состояние вопроса обеспечения промышленной безопасности при эксплуатации газодизельных (двухтопливных) карьерных самосвалов БелАЗ серий 75131 и 75306 использующих в качестве моторного топлива сжиженный природный газ - метан. В статье обоснована актуальность использования сжиженного природного газа - метан на тяжелых карьерных самосвалах, как наиболее эффективного способа повышения эколого-экономической эффективности при транспортировке вскрышных пород и минеральных ресурсов. Проводится анализ совокупности факторов (технологических, технических, безопасности) определяющих возможность и перспективность использования альтернативного моторного топлива, сжиженного природного газа - метан при эксплуатации тяжёлых карьерных самосвалов в горнодобывающей отрасли. Приводятся данные об имеющемся на сегодняшний день опыте применения на тяжёлых карьерных самосвалах экологически более чистого по отношению к дизельному топливу сжиженного природного газа - метан. Говорится о том, что в России, в Кемеровской области - КУЗБАССЕ впервые, в рамках одной группы компаний, успешно реализован интегрированный проект по

производству сжиженного природного газа и его потреблению применительно к тяжёлым карьерным самосвалам БелАЗ. Представлена методика оснащения газодизельных (двухтопливных) карьерных самосвалов БелАЗ серий 75131 и 75306 системой контроля загазованности, обеспечивающей их безопасную эксплуатацию на участках горных выработок. Приведены данные по соблюдению требований безопасности: при хранении сжиженного природного газа - метан; при заправке сжиженным природным газом - метан бортовых криогенных топливных СПГ-баков, расположенных на борту карьерных самосвалов БелАЗ серий 75131 и 75306; необходимых и обязательных мер предосторожности и средствах защиты при эксплуатации и обслуживании газодизельных карьерных самосвалов.

The state of the issue of ensuring industrial safety during when operating dual-fuel gas-diesel BelAZ series 75131and 75306 mining dump trucks, using liquefied natural gas - methane - as a motor fuel, is considered in the present work. The relevance of using liquefied natural gas - methane - for heavy-duty mining dump trucks as the most effective way to increase environmental and economic efficiency in the haulage of overburden and mineral resources is substantiated in the article. An analysis is made of a set of factors (technological, engineering, safety) that determine the possibility and prospects of using alternative motor fuel - liquefied natural gas methane - when operating heavy-duty mining dump trucks in the mining industry. Data are given on the current experience of using liquefied natural gas - methane, which is environmentally cleaner in relation to diesel fuel, for heavy-duty mining dump trucks. It is reported that in Russia, in the Kemerovo region -KUZBASS, for the first time, one group of companies has successfully implemented an integrated project for the production of liquefied natural gas and its consumption by BelAZ heavy-duty mining dump trucks. A technique for equipping dual-fuel gas-diesel BelAZ series 75131 and 75306 mining dump trucks with a gas pollution control system that ensures their safe operation in mine workings is presented. Data on compliance with safety requirements are given: when storing liquefied natural gas - methane, when refueling on-board cryogenic fuel LNG tanks installed on BelAZ series 75131 and 75306 mining dump trucks with liquefied natural gas - methane, necessary and mandatory precautions and protective equipment during operation and maintenance of gas-diesel mining dump trucks.

Ключевые слова: КАРЬЕРНЫЙ САМОСВАЛ БЕЛАЗ, СЖИЖЕННЫЙ ПРИРОДНЫЙ ГАЗ, МЕТАН, МОТОРНОЕ ТОПЛИВО, КРИОГЕННАЯ БОРТОВАЯ ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА, ДВУХТОПЛИВНЫЙ (ГАЗОДИЗЕЛЬНЫЙ) РЕЖИМ РАБОТЫ, СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЗАГАЗОВАННОСТИ Key words: BELAZ MINING DUMP TRUCK, LIQUEFIED NATURAL GAS, METHANE, MOTOR FUEL, ONBOARD CRYOGENIC FUEL SYSTEMS, DUAL-FUEL (GAS-DIESEL) OPERATION, GAS POLLUTION CONTROL SYSTEM

Как известно, при открытой добыче полезных ископаемых транспортировка вскрышных пород и минеральных ресурсов осуществляется в основном тяжелыми карьерными самосвалами на которых в качестве моторного топлива используется дизто-пливо. Учитывая колоссальные объемы добычи минеральных ресурсов в Российской Федерации, горнодобывающими компаниями ежегодно потребляются сотни тысяч тонн дизельного топлива, что сопровождается гигантскими выбросами в окружающую среду вредных веществ и парниковых газов: диоксида углерода - С02 (углекислого газа), азота - Ы, свинца - РЬ, оксидов серы - £02, сажи, альдегидов и т.д. Также необходимо отметить, что транспортные расходы, связанные с затратами на дизтопливо для карьерных самосвалов, значительно отражаются на себестоимости добычи полезных ископаемых и являются одной из её основных составляющих 1-5].

На сегодняшний день на разрезах Куз-

^^ А научно-технический журнал №1-2022

о4 вестник

басса эксплуатируются тысячи карьерных самосвалов БелАЗ с различной грузоподъемностью. Значительную часть регионального парка карьерных самосвалов БелАЗ составляют тяжелые самосвалы серии 75131 и 75306, грузоподъёмностью 130тн и 220тн соответственно. Снижение вредных выбросов, а также затрат на транспортировку данными карьерными самосвалами горной массы неизбежно связано с внедрением при их эксплуатации альтернативных энергоносителей взамен нефтяным видам моторного топлива. Исходя из текущего анализа технических возможностей, экономической эффективности и доступности сырья в настоящее время наиболее перспективным альтернативным видом моторного топлива для тяжелых карьерных самосвалов БелАЗ представляется сжиженный природный газ - метан (СПГ-метан) 6-9].

Сжиженный природный газ - метан представляет собой экономичный, экологичный и, вопреки бытующему мнению, самый безопасный

вид топлива для частичного замещения дизельного топлива при эксплуатации на открытых горных работах тяжелой карьерной техники.

Промышленная безопасность использования СПГ - метан, как моторного топлива на карьерных самосвалах, подтверждается прежде всего его физическими свойствами. В отличие от пропана, который тяжелее воздуха и используется в основном в качестве моторного топлива в компримированном виде, метан легче воздуха. Попадая в атмосферу метан быстро улетучивается и испаряется, поэтому применение СПГ-метан, в качестве моторного топлива на открытых горных работах - безопасно. Температура самовозгорания газообразного (парообразного) метана составляет 540 оС. В сжиженном состоянии СПГ - метан не горюч. В свою очередь у дизельного топлива температура самовозгорания находится в диапазоне 250 - 320 оС. Метан, при его сгорании, вызывает меньший парниковый эффект по сравнению с дизельным топливом, не содержит свинца и серы. Не токсичен в определенных количествах, процесс его горения не сопровождается копотью. Проведенные ранее исследования подтверждают, что энергоэффективность транспортировки вскрышных пород и минеральных ресурсов самосвалами, эксплуатирующимися в двухтопливном (газодизельном) режиме значительно выше, чем для карьерных самосвалов, работающих только на дизельном топливе. Также эксплуатация карьерных самосвалов БелАЗ 75131 в двухтопливном (газодизельном) режиме сопровождается снижением в выхлопных газах выбросов диоксида углерода

- углекислого газа (СО2) на 5-6%, всего лишь при замещении дизтоплива сжиженным природным газом в среднем на 30%. Следует отметить, что в выхлопных газах карьерных самосвалов при этом также увеличиваются значения концентрации кислорода (О2) [10-14].

По отношению к дизельному режиму эксплуатации, газодизельный режим работы на СПГ- метан сопровождается стабильными температурными характеристиками по каждому ряду цилиндров ДВС. На участках технологических трасс горных выработок, имеющих большие уклоны, эколого-экономическая эффективность эксплуатации газодизельных самосвалов значительно выше 7, 8].

Как было отмечено ранее существенную долю себестоимости при добыче минеральных ресурсов, особенно открытым способом, где работает крупнотоннажная карьерная техника, составляют затраты на дизельное топливо. Для снижения этих расходов в Кузбассе в настоящее время группой компаний (ООО «Ресурс», ООО «Сибирь-Энерго», ООО «ТехноЭко» при техническом и научном сопровождении ОАО "БЕЛАЗ", ООО «КАМСС», ФГБОУ ВО КузГТУ) реализован комплексный проект по производству СПГ и созданию инфраструктуры для его потребления в качестве моторного топлива для карьерных самосвалов БелАЗ. Построен завод мощностью 1,5 тонны СПГ в час (13 тыс. тонн в год). Заправку обеспечивают мобильные криогенные топливозаправщики на организованных специализированных площадках заправки СПГ на участках горных работ. Весь производимый СПГ исполь-

Рисунок 1. Схема соединений блоков «системы»: 1 - БКИ; 2 - БД; 3 - контрольный светодиод; 4 - соединители Mini-Fit четырехконтактные; 5 - провода питания; 6 - двухконтактные соединители Mini-Fit;

7 - линия связи; 8 - соединители скотч замок UB2A. Figure 1. Diagram of system's block connection: 1 - BKI; 2 - BD; 3 - control LED; 4 - Mini-Fit four terminal connectors; 5 -power wires; 6 - Mini-Fit two terminal connectors; 7 - communication line; 8 - UB2A scotch lock connectors.

Рисунок 2. Место установки первого БД на специализированной платформе испарителя-регази-фикатора под палубой газодизельного карьерного самосвала серии БелАЗ-75131 Figure 2. Place of installation of the first BD on a specialized platform of the evaporator-regasifier under the deck of a gas-diesel BelAZ-75131 series mining dump truck

Рисунок 3. Место установки первого БД в защитном кожухе криогенного топливного бака установленного на несущей раме газодизельного карьерного самосвала серии БелАЗ-75306 Figure 3. Place of installation of the first BD in the protection case of the cryogenic fuel tank mounted on the supporting frame of gas-diesel BelAZ-75131 series mining dump truck

Рисунок 4. Место установки второго БД (поз. 1) и БКИ (поз. 2) в кабине водителя газодизельного карьерного

самосвала БелАЗ 75131 и БелАЗ 75306 Figure 4. Place of installation of the second BD (part 1) and BKI (part 2) in the cab of the driver of gas-diesel BelAZ

75131 and BelAZ 75306 mining dump trucks

зуется для заправки карьерных самосвалов. Разработаны схемные и конструктивные решения криогенных бортовых топливных систем для самосвалов БелАЗ серии 75131 и 75306. В настоящее время находятся в промышленной эксплуатации оснащенные криогенными бортовыми топливными системами (КБТС) более 60-ти карьерных 130 тонных самосвалов БелАЗ 75131.

Деятельность по переоборудованию карьерных самосвалов для работы на сжиженном природном газе прошла сертификацию. Получен патент на изобретение «Способ установки криогенных топливных баков на палубе карьерных самосвалов» 15].

Полный комплект конструкторской документации, в виде технического проекта по модернизации карьерных самосвалов серии БелАЗ 7513 с двигателем Cummins КТА 50 для работы по газодизельному циклу, согласован с ОАО «БЕЛАЗ». Пройдена экспертиза промышленной безопасности и получено разрешение Ростехнадзора на эксплуатацию газодизельных карьерных самосвалов БелАЗ 75131, оснащённых криогенной бортовой топливной системой. Одним из важнейших результатов проделанной работы стало то, что с 2021 года ОАО «БЕЛАЗ» предлагает в качестве дополнительной опции оснащение 130-тонных самосвалов серии Бе-

лАЗ-75131, криогенными бортовыми топливными системами, разработанными компанией «ТехноЭко» (г. Прокопьевск, Кемеровская область).

Необходимо также отметить, что в 2019 году с ООО «БЕЛАЗ» согласован запуск нового проекта по модернизации карьерного самосвала БелАЗ-75306 грузоподъемностью 220 тонн для работы по газодизельному циклу. Уже в настоящее время переоборудован для работы по газодизельному циклу и находится в опытной эксплуатации на одном из разрезов Кузбасса один 220 тонный карьерный самосвал данной серии.

Более чем пятилетний опыт промышленной эксплуатации газодизельных карьерных самосвалов БелАЗ 75131, оснащённых криогенными бортовыми топливными системами и использующих в качестве частичного замещения дизельного топлива сжиженный природный газ - метан, показал безопасную и достаточно ощутимую эколого-экономическую эффективность их эксплуатации.

Безопасная эксплуатация двухтопливных (газодизельных) карьерных самосвалов БелАЗ 75131 и БелАЗ 75306, на которых осуществляется частичное замещение дизельного топлива СПГ - метаном, обеспечивается размещением на их борту системы контроля загазованности (далее «система»), в совокупности с соблюдением требований безопасности при хранении СПГ- метан и заправке им бортовых криогенных топливных СПГ- баков. Основное назначение

«системы» заключается в обнаружении и подаче светозвуковых сигналов в случае утечки газа на борту самосвалов. «Система» представляет собой стационарный (автоматизированный) одно-канальный прибор постоянного действия. Работа датчиков «системы» основана на изменении сопротивления полупроводникового чувствительного элемента в случае наличия на борту карьерных самосвалов газа - метан, при этом пробы окружающего воздуха осуществляются диффузионным методом.

В состав «Системы» входят следующие ключевые элементы: блок коммутации и индикации (БКИ) (рис. 1, поз.1); датчики утечки газа (БД) в количестве 3-х единиц (рис. 1, поз.2), которые в свою очередь соединяются линией связи LIN (рис. 1, поз.7); выносного контрольного индикатора состояния «системы» (КС) (рис. 1, поз.3), устанавливаемого в кабине водителя самосвала.

Датчики утечки газа (БД) контролируют окружающий воздух. Их размещение производится в местах, где возможна аварийная утечка природного газа. На борту газодизельных карьерных самосвалов БелАЗ серий 75131 и 75306 устанавливаются три таких датчика. На самосвале БелАЗ 75131 первый датчик утечки природного газа (БД) установливается под палубой самосвала на специализированной платформе испарителя-регазификатора (рис. 2). На самосвале БелАЗ 75306, первый датчик утечки природного газа (БД), установливается в

Рисунок 5. Место установки третьего БД на раме сдвоенного криогенного топливного СПГ-бака, расположенной на палубе газодизельного карьерного самосвала серии БелАЭ-75131 Figure 5. Place of installation of the third BD on the frame of a dual cryogenic LNG fuel tank located on the deck of gasdiesel BelAZ-75131 series mining dump truck

Рисунок 6. Место установки третьего БД около двигателя газодизельного карьерного самосвала серии БелАЗ-75306, рядом с местом подачи в него переведенного из жидкого в парообразное состояние природного

газа - метан

Figure 6. Place of installation of the third BD near the engine of gas-diesel BelAZ-75306 series mining dump truck, next to the place where natural gas - methane - transferred from liquid to vapor state

is fed into it

защитном кожухе криогенного топливного бака, за которым установлен испаритель-регазифика-тор (рис. 3). Второй датчик утечки природного газа (БД) и блок коммутации и индикации (БКИ) на бортах карьерных самосвалов БелАЗ серий 75131 и 75306 устанавливается в кабине водителя (рис. 4).

Третий датчик на самосвале БелАЗ 75131 устанавливается на раме сдвоенного криогенного топливного СПГ-бака (рис. 5). И наконец, третий датчик на борту самосвала БелАЗ 75306 устанавливается около двигателя, рядом с местом подачи в него переведенного из жидкого в парообразное состояние природного газа - метан (рис. 6).

Как показывает практика, внутри криогенных топливных СПГ - баков (рис. 3, 5), установленных на бортах газодизельных карьерных самосвалов БелАЗ 75131 и БелАЗ 75306, образование взрывоопасных концентраций метана исключено. Данный факт объясняется тем, что давление во внутренней оболочке СПГ - бака выше атмосферного. Однако при проведении профилактических осмотров и ремонтных работ газовых трубопроводов, а также при первоначальной заправке топливных СПГ - баков, не

исключается образование взрывоопасных газовоздушных смесей. По этой причине проведение данных видов работ должно исключать наличие в радиусе 2 метров источников повышенной температуры (искрообразование и горение).

С точки зрения противопожарной безопасности СПГ - баки (рис. 3, 5), являются безопасными объектами. Метан возгорается при его содержании в воздухе 5-15% мольных. Снижение температуры приводит к сужению области воспламенения и, например, при температуре -130°С составляет 6-13%. При иных концентрациях метановоздушные смеси не воспламеняются. Скорость горения метана относительно невысока; так, например, при 10% содержании метана она составляет 0,35 м/с. Необходимо также отметить, что смеси метана с воздухом не детонируют. Минимальная энергия зажигания, которой достаточно для воспламенения метановоздуш-ных смесей, выше чем у других углеводородов, т.е. они воспламеняются хуже. Максимальное давление взрыва метана составляет 0,72 МПа и это значение ниже чем у других углеводородов [11].

Заправка криогенных топливных СПГ - баков осуществляется на заправочных площадках

г

А

которые размещаются на участках открытых горных работ. Заправка проводится по регламентированной технологии исходя из техдокументации на передвижной криогенный автозаправщик и криогенную бортовую топливную систему самосвалов. Перед началом заправки СПГ - баков двигатель самосвала должен быть заглушен, а также принимаются меры по исключению самопроизвольного движения самосвала. При заправке обеспечивается заземление передвижного криогенного автозаправщика. Подключение и отключение заправочного устройства заливной горловине топливного СПГ - бака осуществля-

ности, обеспечивающих предотвращение утечки сжиженного природного газа. Дальнейшее движение газодизельного самосвала осуществляется только после отключения заправочного устройства и установки заглушки на заливную горловину топливного СПГ - бака.

При работе с сжиженным природным газом обслуживающему и техническому персоналу необходимо использовать спецодежду полностью закрывающую тело (длинные брюки, куртку, специальную обувь), а также пользоваться защитными очками, маской и утепленными перчатками.

ют при соблюдении необходимых мер безопас-СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дубов Г.М., Трухманов Д.С., Чегошев А.А., Нохрин С.А. Ельцов И.Е. Снижение техногенного воздействия на окружающую среду посредством использования альтернативных видов энергоносителей при эксплуатации тяжелых карьерных самосвалов // Горное оборудование и электромеханика. - 2021. - № 5(157). - С. 19-28. -DOI: 10.26730/1816-4528-2021-5-19-28.

2. Хазин М.Л. Перевод карьерных самосвалов на газ в условиях севера // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. - 2019. - Т.19, №1.

- С. 56-72. - DOI: 10.15593/2224-9923/2019.1.5.

3. Дубов Г.М., Богомолов А.Р, Григорьева Е. А., Нохрин С.А. Анализ причин роста концентрации свинца в отработавшем масле ДВС КТА 50 карьерных самосвалов БелАЗ 75131, работающих по газодизельному циклу // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2021. - № 3(145). - С. 84-93. - DOI: 10.26730/1999-4125-2021-3-84-93.

4. Дубов Г.М., Трухманов Д.С., Чегошев А.А., Нохрин С.А. Ельцов И.Е. Разработка технических требований к криогенным бортовым топливным системам карьерных самосвалов БЕЛАЗ // Горное оборудование и электромеханика. - 2021. - № 6(158). - С. 49-58. - DOI: 10.26730/1816-4528-2021-6-49-58.

5. Ельцов И.Е., Нохрин С.А. Анализ криогенных бортовых топливных систем обеспечивающих двухтопливный (газодизельный) режим работы карьерных самосвалов // Россия молодая: Сборник материалов XIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Кемерово, 20 - 23 апреля 2021 года / Редколлегия: К.С. Костиков (отв. ред.) [и др.]. - Кемерово: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева. - 2021. - С. 010303.1 - 010303.7.

6. Dubov G.M., Bogomolov A.R., Grigorieva E.A., Strelnikov P.A., Nokhrin S.A. Study of corrosion characteristics of motor oils used in gas-diesel engines of BelAZ mining dump trucks // E3S Web of Conferences 315, 03010 (2021). -DOI: 10.1051/e3sconf/202131503010.

7. Dubov G.M., Bogomolov A.R., Azikhanov S.S., Strelnikov P.A., Nokhrin S.A. Temperature parameters in the combustion chambers of CUMMINS KTA-50 engines operating on various fuels under different fuel consumption rates // E3S Web of Conferences 315, 03011 (2021). - DOI: 10.1051/e3sconf/202131503011.

8. Дубов Г.М., Богомолов А.Р., Азиханов С.С., Григорьева Е. А., Нохрин С.А. Исследование расходных и температурных характеристик карьерных самосвалов БЕЛАЗ-75131, работающих в газодизельном режиме // Горное оборудование и электромеханика. - 2021. - № 3(155). - С. 20-31. - DOI: 10.26730/1816-4528-2021-3-20-31.

9. Трухманов Д.С., Дубов Г.М., Чегошев А.А., Ельцов И.Е., Нохрин С.А. Методология оценки технико-экономических показателей криогенных бортовых топливных систем карьерных самосвалов БЕЛАЗ, потребляющих в качестве моторного топлива СПГ // Горное оборудование и электромеханика. - 2021. - № 3(155). - С. 32-38.

- DOI: 10.26730/1816-4528-2021-3-32-38.

10. Dubov G.M., Trukhmanov D.S., Nokhrin S.A., Sergel A.N. Method for installing cryogenic fuel tanks on the deck of BelAZ 7513 mining dump truck. // E3S Web of Conferences 174, 03016 (2020). - DOI: 10.1051/e3sconf/202017403016.

11. Гайнуллин Ф.Г., Гриценко А.И., Васильев Ю.Н., Золотаревский Л.С. Природный газ как моторное топливо на транспорте. Москва: Недра. - 1986. - 255 с

12. Кузнецов И.В., Паначев И.А., Дубов Г.М., Нохрин С.А. Энергетическая оценка эксплуатации газодизельных карьерных самосвалов БелАЗ-75131 на разрезах Кузбасса // «Справочник. Инженерный журнал». - 2019. -№4(265). - С. 19 - 23. - DOI: 10.14489/hb.2019.04.pp.019-023.

13. Kuznetsov I.V., Panachev I.A., Dubov G.M., Nokhrin S.A. Energy assessment of BelAZ-75131 gas-diesel mining dump trucks operation at Kuzbass open casts // E3S Web of Conferences, 174, 03010 (2020). - DOI: 10.1051/ e3sconf/202017403010.

14. Богомолов А.Р., Азиханов С.С., Дубов Г.М., Григорьева Е.А., Нохрин С.А. Исследование состава выхлопных газов карьерных самосвалов БелАЗ 75131, работающих в дизельном и газодизельном режимах // Горное оборудование и электромеханика. - 2021. - №2. - C. 30-41. - DOI: 10.26730/1816-4528-2021-2-30-41.

15. Патент № 2701133, Российская Федерация, МПК B60K 15/07, F17C 13/08 (2006.01). Способ установки криогенных топливных баков на карьерном самосвале: № 2019103118; заявл. 04.02.19; опубл. 24.09.19, Бюл. №27 / Нохрин С.А., Дубов ГМ., Трухманов Д.С.; заявитель ООО "Сибирь-Энерго". - 14 с.: 7 ил.

REFERENCES

1. Dubov G.M., Trukhmanov D.S., Chegoshev A.A., Nokhrin S.A., Eltsov I.E. Reducing the anthropogenic impact on the environment by using alternative energy carriers when operating heavy damp trucks // Mining equipment and electro-mechanics. - 2021. - № 5(157). - pp. 19-28. - DOI: 10. 26730/1816-4528-2021-5-19-28.

2. Khazin M.L. Transfer of mining dump trucks to gas under the conditions of the north. // Perm Journal of Petroleum and Mining Engineering. - 2019. - vol.19. - no.1. - рр. 56-72. - DOI: 10.15593/2224-9 923/2019.1.5.

3. Dubov G.M., Bogomolov A.R., Grigorieva E.A., Nohrin S.A. Analysis of the reasons for the lead concentration increase in waste oil of ICE KTA 50 of Belaz 75131 gas-diesel mining dump truck // Bulletin of the Kuzbass State Technical University. - 2021. - № 3. - pp. 84-93. - DOI: 10.26730 /19 99-4125-2021-3-84-93.

4. Dubov G.M., Trukhmanov D.S., Chegoshev A.A., Nokhrin S.A., Eltsov I.E. Development of technical requirements for on-board cryogenic fuel systems of BelAZ dump trucks // Mining equipment and electromechanics. - 2021. - № 6(158). - pp. 49-58. - DOI: 10.26730/1816-4528-2021-6-49-58.

5. Eltsov I.E., Nokhrin S.A. Analysis of cryogenic onboard fuel systems providing dual-fuel (gas-diesel) operation of mining dump trucks // Young Russia: Collection of papers of the XIII All-Russian scientific and practical conference with international participation, Kemerovo, April 20-23, 2021 - Kemerovo: T.F. Gorbachev Kuzbass State Technical University. - 2021. - pp. 010303.1 - 010303.7.

6. Dubov G.M., Bogomolov A.R., Grigorieva E.A., Strelnikov P.A., Nokhrin S.A. Study of corrosion characteristics of motor oils used in gas-diesel engines of BelAZ mining dump trucks // E3S Web of Conferences 315, 03010 (2021). - DOI: 10.1051/e3sconf/202131503010.

7. Dubov G.M., Bogomolov A.R., Azikhanov S.S., Strelnikov P.A., Nokhrin S.A. Temperature parameters in the combustion chambers of CUMMINS KTA-50 engines operating on various fuels under different fuel consumption rates // E3S Web of Conferences 315, 03011 (2021). - DOI: 10.1051/e3sconf/202131503011.

8. Dubov G.M., Bogomolov A.R., Azikhanov S.S., Grigorieva E.A., Nohrin S.A. Study of fuel consumption and temperature characteristics of gas-diesel Belaz 75131 dump trucks // Mining equipment and electromechanics. - 2021. - no 3. - pp. 20-31. - DOI: 10.26730/1816-4528-2021-3-20-31.

9. Trukhmanov D.S., Dubov G.M., Chegoshev A.A., Eltsov I.E., Nokhrin S.A. Technique for evaluating cost-performance ratio of on-board cryogenic fuel systems of LNG-fuelled Belaz mining dump trucks // Mining equipment and electromechanics. - 2021. - №3. - pp. 32-38. - DOI: 10.26730/1816-4528-2021-3-32-38.

10. Dubov G.M., Trukhmanov D.S., Nokhrin S.A., Sergel A.N. Method for installing cryogenic fuel tanks on the deck of BelAZ 7513 mining dump truck. // E3S Web of Conferences 174, 03016 (2020). - DOI: 10.1051/e3sconf/202017403016.

11. Gainullin F.G., Gritsenko A,I., Vasiliev Yu.N., Zolotarevskiy L.S. Natural gas as a transport motor fuel. - Moscow: Ne-dra. - 1986. - 255 p.

12. Kuznetsov I.V., Panachev I.A., Dubov G.M., Nohrin S.A. Energy evaluation of the operation of gas and diesel dump trucks BelAZ - 75131 on the cuts of Kuzbass. Handbook. An Engineering journal // - 2019. - no.4. - рр.19-23. - DOI: 10.14489/hb. 2019. 04.pp.019-023.

13. Kuznetsov I.V., Panachev I.A., Dubov G.M., Nokhrin S.A. Energy assessment of BelAZ-75131 gas-diesel mining dump trucks operation at Kuzbass open casts // E3S Web of Conferences, 174, 03010 (2020). - DOI: 10.1051/e3s-conf/202017403010.

14. Bogomolov A.R., Azikhanov S.S., Dubov G.M., Grigorieva E.A., Nohrin S.A. Study of the composition of exhaust gas of dual-fuel gas-diesel Belaz 75131 mining dump trucks // Mining equipment and electromechanics. - 2021. - no 2. - pp. 30-41. - DOI: 10.26730/1816-4528-2021-2-30-41.

15. Nohrin S.A., Dubov G.M., Trukhmanov D.S. Patent 2701133 (The Russian Federation, 2019).

научно-технический журна.

УО ВЕСТН

журнал №1-2022

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.