Современное состояние и перспектива развития электроснабжения шахт горно-добывающей промышленности

Подводимые мощности при электрификации на шахтных предприятиях становятся все более важным фактором, влияющим на безопасность и эффективность труда, а также на уменьшение расходов. Использование электроэнергии, получаемой из ископаемых и газа, составляет значительную долю операционных затрат в горнодобывающей промышленности, однако использование использование дизельного топлива вызывает серьезные опасения с точки зрения экологии и безопасности труда. Внедрение электромобилей и оборудования с использованием микросетей, работающих на возобновляемых источниках энергии, открывает новые возможности для эффективного и безопасного процесса добычи полезных ископаемых, как под землей, так и на поверхности. Применение технологий интернета вещей (IoT), включая автономные транспортные средства, сетевые коммуникации и анализ данных, способствует увеличению безопасности и производительности на горных объектах. Цифровизация и автоматизация играют важную роль в уменьшении операционных расходов, связанных с концентрацией задач и перемещением материалов. Для успешной электрификации горнодобывающей промышленности необходимы значительные инвестиции в инфраструктуру, технологии, оборудование, а также сотрудничество между операторами шахт, сервисными компаниями, научными учреждениями и государственными органами. Важное значение имеет также наличие квалифицированных специалистов. Рассмотрена проблема обеспечения надежного и эффективного электроснабжения шахт горнодобывающей промышленности. Рассмотрено современное состояние электроснабжения шахт, анализируются существующие проблемы и тенденции, а также предлагаются пути их решения, основанные на современных технологиях, исследованиях и научных достижениях.

Внуков С. А., Кравченко Д. П., Чернов А. А., Рожкова М. В. Современное состояние и перспектива развития электроснабжения шахт горно-добывающей промышленности // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 12-1. – С. 316–332. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_121_0_316.

Внуков Сергей Александрович¹ — ассистент, e-mail: abakan.1998@mail.ru, ORCID ID: 0009-0003-6219-519X,
Кравченко Даниил Павлович¹ — ассистент, e-mail: kradap@gmail.com,
Чернов Алексей Александрович¹ — младший научный сотрудник, e-mail: al-exxxe-y@mail.ru,
Рожкова Марина Викторовна¹ — старший преподаватель, e-mail: rozhkova@mail.ru,
¹ Новосибирский государственный технический университет.

Внуков С.А., e-mail: abakan.1998@mail.ru.

1. Семенов А. С., Бебихов Ю. В., Егоров А. Н., Сарваров А. С., Федоров О. В. Применение методов обоснования мероприятий по энергосбережению в системах электроснабжения горнодобывающих предприятий // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. — 2022. — Т. 22(2). — С. 5—17.

2. Симонов Б. Ф., Дыбко М. А., Брованов С. В., Харитонов С. А. Методика расчета электромагнитных процессов в многоуровневых полупроводниковых преобразователях для электротехнического оборудования горнодобывающей промышленности // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2015. — № 2. — С. 97—110.

3. Рыльникова М. В., Клебанов Д. А., Макеев М. А., Кадочников М. В. Применение искусственного интеллекта и перспективы развития аналитических систем больших данных в горной промышленности // Горная промышленность. — 2022. — № 3. — С. 89—92. DOI: 10.30686/16099192-2022-3-89-92.

4. Смирнов П. И. Применение среды виртуального моделирования Advisor для оценки топливной экономичности и характеристик движения автомобилей // Современные материалы, техника и технологии. — 2017. — № 7 (15). — С. 92—97.

5. Кубрин С. С., Мосиевский А. А., Закоршменный И. М., Решетняк С. Н., Максименко Ю. М. Пути повышения энергетической эффективности подземных электрических сетей высокопроизводительных угольных шахт // Уголь. — 2022. — № 2. — С. 4—9. DOI: 10.18796/0041-57902022-2-4-9.

6. Колодницкая Р. В., Кравченко А. П., Корникова К. Н. Использование биотоплива и водородного топлива в автомобильном транспорте // Автотракторостроение и автомобильный транспорт: Сборник научных трудов, в 2 тт. Т. 1. — Минск: БНТУ, 2021. — С. 141—144.

7. Shuwei Pei, Jue Yang Multi-objective velocity trajectory optimization method for autonomous mining vehicles // International Journal of Automotive Technology. 2023, vol. 24, no. 6, pp. 1627— 1641. DOI: 10.1007/s12239-023-0131-5.

8. Аксененко В. В. Исследование направлений развития электросамосвалов для горной промышленности / Инновации в технологиях и образовании. Сборник статей участников XIV Международной научно-практической конференции. Т. 1. — Кемерово: Изд-во КузГТУ, 2022. — С. 110—112.

9. Onat N. C., Mandouri J., Kucukvar M. Rebound effects undermine carbon footprint reduction potential of autonomous electric vehicles // Nature Communications. 2023, vol. 114, article 6258. DOI: 10.1038/s41467-023-41992-2.

10. Çelik D., Meral M. E., Waseem M. Investigation and analysis of effective approaches, opportunities, bottlenecks and future potential capabilities for digitalization of energy systems and sustainable development goals // Electric Power Systems Research. 2022, vol. 211, article 108251. DOI: 10.1016/j.epsr.2022.108251.

11. Корнеев А., Воронин В. Перспективы примерения активных фильтров высших гармоник в системах электроснабжения угольных шахт / Россия молодая. Сборник материалов XIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. — Кемерово: Издво КузГТУ, 2021. — С. 1—6.

12. Heendeniya C. B., Sumper A., Eicker U. The multi-energy system coplanning of nearly zeroenergy districts — Status-quo and future research potential // Applied Energy. 2020, vol. 267, article 114953. DOI: 10.1016/j.apenergy.2020.114953.

13. Тельманова Е. Д., Абдрахманов И. Д. Виртуальная подстанция для обеспечения надежности электроснабжения и безаварийной работы технологического оборудования горнодобывающего предприятия // Горное оборудование и электромеханика. — 2024. — № 1. — С. 57—63.

14. Nurdiawati A., Urban F. Towards deep decarbonisation of energy-intensive industries. A review of current status, technologies and policies // Energies. 2021, vol. 14, no. 9, article 2408. DOI: 10.3390/en14092408.

15. Логачева Е. А., Ярош В. А., Жданов В. Г., Ассонфак А., Белоусов В. Е. Опыт применения тепловизионного диагностирования в системе электроснабжения Новороссийска / Социальноэкономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики. Материалы 18-ой Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. — Тула: Изд-во ТулГУ, 2022. — С. 409—414.

16. Варавин Е. В., Козлова М. В., Куур О. В., Пестунова Г. Б. Оценка инвестиционной привлекательности отраслей региона в контексте зеленого развития // Экономика региона. — 2023. — T. 19(2). — С. 494—510.

17. Шпиганович А. Н., Шишлин Д. И. Электрические машины и трансформаторы систем электроснабжения предприятий металлургической и горной промышленности. — Липецк: Издво ЛГТУ, 2006. — 339 с.

18. Хубиева В. М., Ситников О. Р. Беспроводная система передачи данных с газоанализаторов в горной промышленности / Молодежь в науке: новые аргументы. Сборник научных работ V международного молодежного конкурса. Т. I. — Липецк, 2016. — С. 216—219.

19. Тошходжаева М. И., Каримов И. Р., Грачева Е. И. Моделирование и сравнение основных параметров электроэнергетической системы в нормальном и аварийном режимах с помощью прикладной программы Матлаб // Вестник Казанского государственного энергетического университета. — 2021. — Т. 13. — № 4 (52). — С. 113—122.

20. Семыкина И. Ю., Дубков Е. А., Завьялов В. М. Обоснование критериев оценки технических решений систем беспроводного заряда аккумуляторных батарей для рудничного электротранспорта / Перспективы инновационного развития угольных регионов России. Сборник трудов VIII Международной научно-практической конференции. — Прокопьевск, 2022. — С. 88— 93.