Обоснование параметров системы открытой разработки при использовании комплекса экскаватор–автосамосвал в условиях Крайнего Севера

В настоящее время горная промышленность Российской Федерации столкнулась с рядом проблем, которые негативно влияют на развитие горнопромышленного комплекса. Одной из главных проблем является отсутствие возможности покупки и обслуживания техники иностранного производства. Необходимо ускорить проектирование и ввод в эксплуатацию моделей выемочно-погрузочного и транспортного оборудования отечественного производства. Обосновываются параметры системы разработки с учетом использования на открытых горных работах современных моделей отечественного выемочно-погрузочного и транспортного оборудования. Обоснование параметров системы разработки при использовании выемочно-погрузочной техники и автотранспорта должно осуществляться для единого комплекса экскаватор–автосамосвал, поскольку технические параметры выемочно-погрузочного оборудования влияют на конфигурацию рабочего борта карьера, а технические параметры транспортной техники влияют на конфигурацию нерабочего борта карьера. Эффективная работа горного предприятия зависит от бесперебойной работы звена экскаватор–автосамосвал. Кроме этого, на эффективность работы предприятия значительное влияние оказывает степень сложности разрабатываемого месторождения. На примере сложноструктурного железорудного месторождения, расположенного в Арктической зоне (Мурманская область), была определена рациональная схема работы звена экскаватор–автосамосвал, с учетом того, что на предприятии применяется углубочная система разработки. Обоснованы параметры грузо-транспортной схемы, позволившей повысить полноту извлечения руды на нижних горизонтах карьера. Сокращение длины съезда позволяет уменьшить дальность транспортирования и время рейса автосамосвала, что приводит к приросту чистой прибыли.

Логинов Е. В., Кара С. В., Масальский С. С., Петров К. Д. Обоснование параметров системы открытой разработки при использовании комплекса экскаватор–автосамосвал в условиях Крайнего Севера // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 6. – С. 17–30. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_6_0_17.

Логинов Егор Вячеславович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: loginov_ev@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0003-3965-0839,
Кара Светлана Витальевна — инженер-проектировщик, Обособленное подразделение АО «НИУИФ» в г. Кировск, e-mail: svetakara@mail.ru,
Масальский Сергей Сергеевич¹ — студент, e-mail: 433ckacl750@gmail.com,
Петров Константин Денисович¹ — студент, e-mail: kostello.w@gmail.com,
¹ Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II.

Логинов Е.В., e-mail: loginov_ev@pers.spmi.ru.

1. Логинов Е. В., Масальский С. С., Петров К. Д. Обоснование технологической схемы работы комплекса выемочно-погрузочной техники и автотранспорта на карьере // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 9-1. — С. 22—34. DOI: 10.25018/0236_149 3_2023_91_0_22.

2. Хорешок А. А., Литвин О. И., Кацубин А. В. К определению рациональной области применения выемочно-погрузочного оборудования // Уголь. — 2023. — № 3. — С. 91—95. DOI: 10.18796/00415790-2023-3-91-95.

3. Gogolynskiy K. V., Gromyka D. S., Kremcheev E. A. A modelling of cyclic thermal and impact loads on excavator bucket // International Review of Mechanical Engineering. 2021, vol. 15, no. 4, pp. 189—196. DOI: 10.15866/ireme.v15i4.20699.

4. Макаров В. Н., Анистратов К. Ю. Достижение наивысших рекордных показателей месячной производительности экскаваторов ЭКГ-18 на разрезах ЗАО «СТРОЙСЕРВИС» // Уголь. — 2019. — № 1. — С. 20—26. DOI: 10.18796/0041-5790-2019-1-20-26.

5. Анистратов К. Ю., Лукичев С. В., Исайченков А. Б. Сравнительный анализ эффективности использования канатных и гидравлических экскаваторов // Горный журнал. — 2020. — № 12. — С. 74—78. DOI: 10.17580/gzh.2020.12.17.

6. Черепанов В. А., Журавлев А. Г. Современные технологические и конструктивные решения в карьерном транспорте // Проблемы недропользования. — 2022. — № 4. — С. 75—93. DOI: 10.25635/2313-1586.2022.04.075.

7. Хазин М. Л. Направления развития карьерного автотранспорта // Недропользование. — 2021. — Т. 21. — № 3. — С. 144—150. DOI: 10.15593/2712-8008/2021.3.7.

8. Бураков А. М., Панишев С. В., Алькова Е. Л., Хосоев Д. В. Опыт применения гидравлических экскаваторов в сложных горно-геологических и климатических условиях // Горная промышленность. — 2022. — № 2. — С. 90—96. DOI: 10.30686/1609-9192-2022-2-90-96/.

9. Rylnikova M. V., Argimbaev K. R., Ligotsky D. N. Exploration of rhenium volcanogenic deposit and technology development // International Journal of Engineering, Transactions A: Basicsthis Link is Disabled. 2021, vol. 34, no. 4, pp. 1052—1065. DOI: 10.5829/IJE.2021.34.04A.32.

10. Литвин О. И., Хорешок А. А., Дубинкин Д. М., Марков С. О., Стенин Д. В., Тюленев М. А. Анализ методик расчета производительности карьерных гидравлических экскаваторов // Горная промышленность. — 2022. — № 5. — С. 112—120. DOI: 10.30686/1609-9192-2022-5-112-120.

11. Fomin S. I., Ivanov V. V., Semenov A. S., Ovsyannikov M. P. Incremental open-pit mining of steeply dipping ore deposits // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2020, vol. 11, no. 15, pp. 1306—1311. http://www.arpnjournals.org/jeas/research_papers/rp_2020/jeas_0620_8231.pdf.

12. Иванов В. В., Дзюрич Д. О. Обоснование параметров технологической схемы разработки обводненных месторождений строительного песка // Записки Горного института. — 2022. — Т. 253. — С. 33—40. DOI: 10.31897/PMI.2022.3.

13. Drebenstedt C., Argimbaev K. R. Korkinsk brown coal open pit as a case study of endogenous fires // International Journal of Engineering, Transactions A: Basics. 2021, vol. 34, no. 1, pp. 292—304. DOI: 10.5829/ije.2021.34.01a.32.

14. Литвиненко В. С., Петров Е. И., Василевская Д. В., Яковенко А. В., Наумов И. А., Ратников М. А. Оценка роли государства в управлении минеральными ресурсами // Записки Горного института. — 2023. — Т. 259. — С. 95—111. DOI: 10.31897/PMI.2022.100/.

15. Hejase B., Ozguner U. Physics-based simulation and automation of a load-haul-dump operation for an articulated dump truck // Vehicles. 2022, vol. 4, pp. 167—181. DOI: 10.3390/ vehicles4010011.

16. Jung T., Raduenz H., Krus P., J. De Negri V., Lee J. Boom energy recuperation system and control strategy for hydraulic hybrid excavators // Automation in Construction. 2022, vol. 135, pp. 1—20. DOI: 10.1016/j.autcon.2021.104046.

17. Onifade M., Adebisi J. A., Shivute A. P., Genc B. Challenges and applications of digital technology in the mineral industry // Resources Policy. 2023, vol. 85, Part B. DOI: 10.1016/j.resourpol. 2023.103978.

18. Yuasa T., Ishikawa M. An optimal design methodology for the trajectory of hydraulic excavators based on genetic algorithm // Journal of Robotics and Mechatronics. 2021, vol. 33, pp. 1248— 1254. DOI: 10.20965/jrm.2021.p1248.

19. Ермолаев В. А., Селюков А. В. Сравнение горно-геологических условий горных работ карьеров // Техника и технология горного дела. — 2018. — № 2(2). — С. 50—65. DOI: 10.26730/ 2618-7434-2018-2-50-64.

20. Ligotsky D. N., Argimbaeva K. V. Effect of grain size distribution of tailings during the formation of technogenic deposit on the fragmentation index // Устойчивое развитие горных территорий. — 2023. — Т. 15. — № 2. — С. 275—282. DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-2-275-282.

21. Фомин С. И., Говоров А. С. Обоснование выбора бортового содержания полезных компонентов в руде при проектировании карьеров // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 12. — С. 169—182. DOI: 10.25018/0236_1493_ 2023_12_0_169.

22. Li Y., Mu X., Fan R. Multi-objective optimization and simulation of novel working mechanism for face-shovel excavator // International Journal of Intelligent Robotics and Applications. 2021, vol. 5, no. 1, pp. 1—9. DOI: 10.1007/s41315-020-00160-1.

23. Кацубин А. В., Федотов А. А. Систематизация горно-геологических условий угленасыщенных и безугольных зон разрезов // Техника и технология горного дела. — 2019. — № 3(6). — С. 60—75. DOI: 10.26730/2618-7434-2019-3-60-75.

24. Pinciroli L., Baraldi P. Maintenance optimization in industry 4.0 // Reliability Engineering & System Safety. 2023, vol. 234, no. 1. DOI: 10.1016/j.ress.2023.109204.

25. Маринин М. А., Рахманов Р. А., Аленичев И. А., Афанасьев П. И., Сушкова В. И. Изучение влияния гранулометрического состава взорванной горной массы на производительность экскаватора WK-35 // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 6. — С. 111—125. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_6_0_111.

26. Wang X., Sun H., Feng M., Ren Z., Liu J. Dynamic analysis of working device of excavator under limit digging force // Journal of The Institution of Engineers. 2021, vol. 102, no. 5, pp. 1137— 1144. DOI: 10.1007/s400н32-021-00725-4/.

27. Логинов Е. В., Тюленева Т. А. Управление параметрами карьера в целях повышения эффективности использования гидравлических экскаваторов типа обратная лопат // Уголь. — 2022. — № 12. — С. 6—10. DOI: 10.18796/0041-5790-2021-12-6-10.

28. Akishev A. N., Lel' Iu. I., Bokii I. V., Isakov S. V., Glebov I. A. Kimberlite deposits opencast mining innovative technology with variable geometry of non-mining open pit edges // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2018. — № 8. — С. 5—15. DOI: 10.21440/05361028-2018-8-5-15.

29. Тарасов П. И., Хазин М. Л., Голубев О. В. Эволюция карьерного автотранспорта // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. — 2021. — № 2. — С. 67—74. DOI: 10.20291/2079-0392-2021-2-67-74.

30. Gilani S. O., Sattarvand J., Hajihassani M., Abdullah S. S. A stochastic particle swarm based model for long term production planning of open pit mines considering the geological uncertainty // Resources Policy. 2020, vol. 68, article 101738. DOI: 10.1016/j.resourpol. 2020.101738.

31. Torres L. Case study: simulation and artificial intelligence application for the optimization of the hauling and loading process in an open-pit mining system // IFAC-PapersOnLine. 2022, vol. 55, pp. 265—269. DOI: 10.1016/j.ifacol.2022.12.032.

32. Лель Ю. И., Глебов И. А. Обоснование оптимального уклона крутонаклонных автосъездов для полноприводных автосамосвалов, эксплуатируемых при доработке алмазорудных месторождений // Горная промышленность. — 2022. — № 1. — С. 95—99. DOI: 10.30686/16099192-2022-1S-95-99.

33. Никифоров А. В., Анисимов К. А. Современные технологии отработки алмазоносных месторождений // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2023. — Т. 334. — № 1. — С. 196—208. DOI: 10.18799/24131830/2023/1/3837.

34. Кабанов Е. И., Коршунов Г. И., Гридина Е. Б. Алгоритмическое обеспечение для обработки данных при пространственном анализе риска аварий на опасных производственных объектах // Научный вестник Национального горного университета. — 2019. — № 6. — C. 117—121. DOI: 10.29202/nvngu/2019-6/17.

35. Кабанов Е. И., Туманов М. В., Сметанин В. С., Романов К. В. Инновационный подход к профилактике травм на горнодобывающих предприятиях на основе управления человеческим фактором // Записки Горного института. — 2023. — Т. 263. — C. 774—784. https://pmi.spmi.ru/ pmi/article/view/16013.