CC BY
33
Настоящая методика после внесения определенных корректив может быть использована и для обоснования сроков консервации объектов по добыче других видов полезных ископаемых.
В Иркутской области консервируется большое количество объектов по добыче россыпного золота. При этом каких-либо требований к проектированию работ по консервации здесь также не существует. Вместе с тем, в настоящее время достаточно точно прогнозируется изменение цены на золото и разработаны методики, позволяющие определять себестоимость добычи песков в зависимости от коэффициента трудоемкости освоения запасов или показателя трудности разработки россыпи, который учитывает не только мощ-
ности торфов и песков, но и их крепость, наличие мерзлых пород, валунистость и глинистость отложений [2]. Коэффициент трудоемкости освоения запасов может быть включен в предложенную методику определения продолжительности консервации вместо коэффициента вскрыши, либо может быть использована уже установленная зависимость [2] между показателем трудности разработки россыпного месторождения и себестоимостью добычи золота.
Таким образом, предложенная методика при внесении минимальных корректировок может быть использована и для обоснования сроков консервации золотодобывающих объектов и других горных предприятий.
Библиографический список
1. Кононов Ю.Д., Кононов Д.Ю. Долгосрочное прогнозиро- 2. Зубарев В.В. Исследование ударно-волнового разруше-вание динамики цен на российских энергетических рынках // ния высокоглинистых песков и обоснование технологии раз-Проблемы прогнозирования / Ин-т народно-хоз. прогнозиро- работки россыпей: дис. ... канд. техн. наук. Красноярск: Их и вания РАН. М., 2005. №6. С. 53-59. ХТ СО РАН, 2001. 174 с.
УДК 62-83: 62-57: 62.5
ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ГОРНЫХ МАШИН В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА ПРОГНОЗИРОВАНИЕМ ИХ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
А.С.Леоненко1
Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Обеспечение надежности горных машин в условиях Севера рекомендуется осуществлять в рамках системы обслуживания и ремонта по техническому состоянию с использованием в качестве диагностических параметров структурных параметров электрической части электромеханических систем машин. В статье доказана связь этих параметров с выходными параметрами машины. Показано, что наиболее чувствительными являются постоянные времени элементов и контуров электромеханических систем машин. Ил. 3. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: горные машины; надежность; диагностика; постоянные времени.
ENSURING MINING MACHINES RELIABILITY IN THE NORTH CONDITIONS BY THEIR TECHNICAL CONDIDTION
FORECASTING
A.S.Leonenko
Irkutsk State Technical University 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074
Ensuring the reliability of mining machines in the North conditions is recommended to realize within the system of service and repair on technical condition, using structural parameters of the electrical part of machine electromechanical systems as diagnostic parameters. We prove the relation of these parameters with machine output parameters. It is shown that the most sensitive are the time constants of the elements and contours of machine electromechanical systems. 3 figures. 4 sources.
Key words: mining machinery; reliability; diagnosis; time constants.
Коэффициент использования техники в условиях Севера не превышает 0,35-0,6. Сложность проблемы эксплуатации техники в регионах холодного климата связана со многими факторами, основным из которых является качество управления машиной, определяемое совершенством системы управления, профессионализмом оператора, процессом взаимодействия машины с рабочей средой, а также неблагоприятными воздействиями природно-климатических факторов
внешней среды регионов холодного климата.
Ресурс горных машин, деградация выходных параметров в полной мере определяются принятой системой технического обслуживания и ремонта, качеством её исполнения. Основной и наиболее методически обеспеченной системой технического обслуживания и ремонта, применяемой в промышленности, является система планово-предупредительного технического обслуживания и ремонта (ППТОР), которая
1Леоненко Алексей Сергеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры систем управления электромеханическим оборудованием горных предприятий, тел.: (3952) 405101, е-mail: suemogp@istu.irk.ru
Leonenko Alexey Sergeevich, Candidate of technical sciences, associate professor of the chair of Electromechanical Equipment Management Systems at Mining Enterprises, tel.: (3952) 405101, e-mail:suemogp@istu.irk.ru
основывается на выполнении постоянных объемов профилактических работ через заранее запланированные интервалы календарного времени или наработки.
Для машин, работающих в жестких природно-климатических условиях, многообразие и стохастический характер воздействия климатических условий, эксплуатационных факторов (режимов продолжительности работы, характеристик рабочей и окружающей среды, качества технического обслуживания) приводят к тому, что при одной и той же наработке или продолжительности эксплуатации машины имеют различное фактическое техническое состояние. Если ППТОР широко применяется для всего парка оборудования, весьма вероятно, что выполняется значительный объём обслуживания бездефектного оборудования (состояние которого на момент проведения работ не требует ремонта). Выходом из такой ситуации является переход на систему планово-диагностического обслуживания и ремонта оборудования (ПДО).
Внедряемые на экскаваторах информационно-диагностические системы (ИДС) позволяют перейти на такую систему обслуживания и ремонта [1,2,3]. Данные системы выполняют следующие задачи:
- регистрация контролируемых параметров, которые деградируют в процессе эксплуатации и являются источником оценок надежности экскаватора (температура нагрева и вибрация подшипников моторных валов механизмов и подшипников электродвигателей главных приводов; температура нагрева масла; контроль работы систем смазки; температура потоков охлаждающего воздуха электродвигателей главных приводов; контроль давления сжатого воздуха в пнев-мосистеме; крен и деферент экскаватора; напряженность металлокнострукций и усилий в канатах; технологические параметры);
- паспортизация и ведение истории эксплуатации оборудования (учет времени наработки оборудования; учет потребления экскаватором активной и реактивной энергии; взвешивание груза в ковше; контроль времени полезной работы, вспомогательной работы, передвижения и простоев);
- визуализация и вывод на печать информации, ведение эксплуатационной документации и журналов технического обслуживания, передача информации на верхний уровень управления.
Видно, что наибольший вес в ИДС занимает контроль выходных параметров. Вместе с тем известно, что судить о состоянии структурных элементов (структурных параметров) по выходным тем более верно, чем более стабильными будут при изменении структурных входные параметры (режимы работы, управляющие воздействия, воздействия окружающей среды). При отсутствии такой стабильности, что имеет место в условиях реальной эксплуатации Севера, данная взаимосвязь нарушается. Поэтому наибольший интерес представляет исследование возможности использования структурных параметров машинных агрегатов как диагностических.
Рассмотрим экскаватор как электротехнический комплекс, работающий в условиях влияния значительных внешних и внутренних факторов, дестабилизирующих работу машины. Основными внешними факторами являются значительные колебания температуры окружающего воздуха и переменный характер нагрузки в процессе копания. Эти факторы влияют на характер нагружения рабочего оборудования, величину динамической нагрузки и определяют число отказов экскаваторов, особенно в зимнее время. Кроме того, изменение температуры в широких пределах приводит к изменению параметров силовой части электроприводов, параметров систем управления, их расстройки, ухудшению качества регулирования с негативными последствиями. Поэтому контроль качества управляемости (степени совершенства системы управления и качества настройки), а также оценка профессионализма управления (человеческий фактор) являются определяющими.
Современные мощные экскаваторы укомплектованы электроприводами главных механизмов, в подавляющем большинстве своем построенными по системам «Генератор - двигатель» или «Управляемый выпрямитель - двигатель». Если в качестве примера взять систему «Генератор - двигатель», то ос-
Рис.1. Электрокинематическая схема механизма подъема экскаватора: РС, РТ, РН - регуляторы скорости, тока и напряжения генератора соответственно; СИФУ - система импульсно-фазового управления; Г - генератор привода подъема экскаватора ЭКГ - 8И; М1, М2 - двигатели привода подъема экскаватора; ДН, ДТ, ДС - соответственно
датчики напряжения, тока и скорости
новными динамическими звеньями ее электрической части являются регуляторы, возбудитель, генератор, якорная цепь электрических машин. Все перечисленные динамические звенья характеризуются своими структурными параметрами: коэффициентами передач, постоянными времени. Каждый замкнутый контур системы регулирования также будет характеризоваться своими коэффициентами передач и постоянными времени.
Исследовалось влияние внешних факторов, прежде всего температуры на параметры динамических звеньев, контуров регулирования, а также на их выходные параметры. Исследование влияние структурных параметров на выходные параметры представляет интерес с позиции связи между параметрами диагностируемых звеньев, контуров регулирования и поведения системы в целом, так как известно, что целое и его составляющие имеют разные свойства.
В качестве объекта был взят механизм подъема экскаватора ЭКГ-8И. Силовая часть электропривода (рис.1) построена по системе «генератор-двигатель» (Г-Д). Привод двухдвигательный. Питание обмотки возбуждения генератора производится от тиристорно-го управляемого выпрямителя. Система управления электропривода построена как трехконтурная система с подчиненным регулированием параметров. Внутренний контур - контур напряжения генератора. Внешний по отношению к нему - контур тока якорной цепи электрических машин. Внешним по отношению к контуру тока является контур скорости. Каждый контур имеет свой регулятор: контур напряжения - ПИ-регулятор, контур тока - ПИ-регулятор, контур скорости - П-регулятор.
Исследования проводились для двух случаев: теплый период и холодный период года. В теплый период года при изменении температуры электрических машин от +20°С до +70°С постоянная времени генератора Тв изменяется на 19,3%, постоянная контура напряжения Т^ - на 7,5%. Выходная величина (напряжение генератора) практически не меняется. Постоянная времени якорной цепи Тя изменяется на 20,4%, постоянная контура тока Т^2 не меняется. Выходная величина (ток якоря и момент двигателя) носит колебательный характер, т.е. контур регулирования расстраивается. Амплитуда тока возрастает на 22%, а установившееся значение - на 20%. На рис. 2 показаны переходные процессы тока (момента) при различных температурах силовой части.
В холодный период года при изменении температуры электрических машин от -40°С до +70°С постоянная времени генератора Тв изменяется на 55%, а постоянная контура напряжения Т^ - на 13,7%. Выходная величина (напряжение генератора) практически не меняется. Постоянная времени якорной цепи Тя изменяется на 53%, постоянная контура тока Т^,2 не
меняется. Ток якоря также носит колебательный характер. Амплитуда колебаний возросла на 63%, а установившееся значение - на 57%. На рис.3 показаны переходные процессы тока (момента) при различных температурах силовой части.
Рис.2. Переходные процессы тока якоря двигателя при различных температурах силовой части в летний период: 1 - 200°С; 2 - 400°С; 3 - 700°С
О 0,25
Рис.3. Переходные процессы тока якоря двигателя при различных температурах силовой части в зимний период: 1 - -40°С; 2 - 20°С; 3 - 40°С; 4 - 70°С
Таким образом, наиболее чувствительными параметрами являются Тв, Тя, и Т^. Выходные параметры - ток якоря также являются чувствительными, однако наличие обратных связей по току с «отсечкой» срезает пики тока, поэтому происходит уничтожение информации об амплитуде тока. Следовательно, постоянные времени можно использовать как диагностические, что, например, позволяет организовать не сезонную, а оперативную настройку систем регулирования электроприводов, решая тем самым задачи контроля и управления динамическим состоянием электромеханических систем механизмов экскаватора [4].
Библиографический список
1. Николаев В.Н. Шагающие экскаваторы России // Горное оборудование и электромеханика. 2007. №2. С. 4-5.
2. Малафеев С.И., Серебренников Н.А. Создание нового электрооборудования и систем управления для экскавато-
ров на основе мехатронной технологии // Горное оборудование и электромеханика. 2007. №12. С. 29-33. 3. Казаков В.А., Варгасов А.И., Донской В.М. ЭКГ-12К -экскаватор нового поколения на замену ЭКГ-10 // Горное оборудование и электромеханика. 2007. №12. С. 38-42.
4. Пат. №2376422. Российская Федерация, МПК6 Б02Р 9/20, Н02З 5/00. Способ контроля и регулирования загрузки привода одноковшового экскаватора в эксплуатационных режимах и устройство для его осуществления /
С.С.Леоненко, В.И. Глухих, А.С. Леоненко, А.Ю. Прокопьев; заявитель и патентообладатель Иркутский гос. техн. ун-т. № 2008128334/03; заявл. 11.07.2008; опубл. 20.12.2009. Бюл. №35. - 7 с.: ил.
УДК 622.33.013(571.651) «312/313»
УГОЛЬНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ЧУКОТСКОГО АО: СУЩЕСТВУЮЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ВОЗМОЖНОСТИ РАЗВИТИЯ
А.Д.Соколов1, Л.Н.Такайшвили2
Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 130.
Представлены современное состояние угольной промышленности Чукотского автономного округа и дана характеристика запасов угля. Рассмотрены возможности наращивания добычи угля, возможная потребность в угле и прогноз добычи угля до 2020 г. Ил.2. Табл.6. Библиогр. 6 назв.
Ключевые слова: угольная промышленность; угледобывающее предприятие; балансовые запасы; месторождение; добыча.
COAL INDUSTRY OF CHUKOTKA PUBLIC CORPORATION: CURRENT CONDITION AND DEVELOPMENT OPPORTUNITIES
A. D.Sokolov, L.N. Takaishvili
Institute of Power Systems named after L.A. Melentjev Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, 130 Lermontov St., Irkutsk, 664033.
The authors demonstrate current condition of the coal industry of Chukotka Autonomous Okrug and give characteristics of coal reserves. They also consider the possibilities to increase coal production, possible need for coal and coal production forecast till 2020. 2 figures. 6 tables. 6 sources.
Key words: coal industry; coal mining enterprise; balance reserves; deposit; mining.
1. Запасы. На государственном балансе по состоянию на 01.01.2006 г. на территории округа находились 5 угольных месторождений. Общие балансовые запасы углей по этим месторождениям составляли 645,2 млн.т, из них: категорий А+В+С1 - 183,8 млн. т, категории С2 - 461,4 млн.т. (табл. 1) [1]. Запасы угля в округе приурочены к Анадырскому и Беринговскому угольным бассейнам. Доля округа в балансовых запасах угля Дальневосточного федерального округа составляет около 2%. Прогнозные ресурсы, утвержденные НТС МПР России по состоянию на 01.01.1998 г., довольно велики и оцениваются в 56827 млн.т, в том числе категории Р1 - 4176 млн.т, Р2 - 17851 млн.т, Р3
- 34800 млн.т.
В составе Беринговского каменноугольного бассейна открыт ряд месторождений, запасы углей которых не поставлены на государственный баланс: Песчаное, Амаамское, Алькатваамское, Губа Гавриила.
Разрабатывается и подготовлено к освоению более 40% разведанных запасов угля категорий А+В+С1
- 77,1 млн. т, из них 68,2 млн. т приходится на действующие шахты.
Таблица 1
Балансовые запасы угля в Чукотском автономном округе (состояние на 01.01.2006 г.), млн. т
Балансовые запасы по ка-
Уголь тегориям
A+B+C1 C2 A+B+C1+C2
Всего 183,8 461,4 645,2
в том числе по видам:
бурый 77,9 167,7 245,6
каменный 105,9 293,7 399,6
в том числе разрабаты-
ваемые и подготовленные 77,1 3,8 80,9
к освоению
% от суммарных запасов 41,9 0,8 12,5
из них для открытых работ
всего, 8,9 3,3 12,2
в том числе по видам:
бурый 8,3 2 10,3
каменный 0,6 1,3 1,9
1Соколов Александр Данилович, доктор технических наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией проблем развития ТЭК Сибири и Дальнего Востока, тел.: (3952) 429768, e-mail: sokolov@isem.sei.irk.ru
Sokolov Alexander Danilovich, Doctor of technical sciences, senior research worker, the head of the laboratory of the development problems of the fuel and energy complex of Siberia and Far East of the Institute of Power Systems named after L.A.Melentjev of Siberian Department of Russian Academy of Sciences, tel.: (3952) 429768, e-mail: sokolov@isem.sei.irk.ru
2Такайшвили Людмила Николаевна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, тел.: (3952) 423534, e-mail: luci@isem.sei.irk.ru
Takaishvili Lyudmila Nikolaevna, Candidate of technical sciences, senior research worker, tel.: (3952) 423534, e-mail: lu-ci@isem.sei.irk.ru
