УДК 622 – 1:[2:331.101.1]
DOI: 10.18503/1995-2732-2021-19-4-5-15
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы). Современный этап развития мировой горнодобывающей промышленности определяется рядом ключевых факторов в достижении высоких технико-экономических показателей, а именно комплексным решением теоретических и прикладных проблем в горной сфере, в контексте реализации основных подходов Индустрии 4.0. Перспективным с точки зрения экономических показателей и относительной возможности безопасной добычи сырьевых ресурсов на ближайшую перспективу останется открытый способ извлечения полезных ископаемых. Анализ статистических данных эксплуатации горнотранспортного оборудования на горных предприятиях Российской Федерации и научно-технической литературы определил, что отсутствуют значительные изменения в сокращении количества простоев основного технологического оборудования. Уменьшение количества отказов, а соответственно, и простоев может быть достигнуто, кроме обновления и оптимизации парков технологического оборудования, реализацией на горнодобывающих предприятиях, системы, позволяющей минимизировать процент отказов горнотранспортного оборудования. Цель исследования. В исследовании предпринимается попытка обосновать способы использования инструментов предиктивной аналитики с целью минимизации отказов горнотранспортного оборудования. Используемые методы. Для установления показателей надежности карьерных экскаваторов, эксплуатируемых на горных предприятиях УрФО, использована методология теории надежности, в частности порядок расчета показателей надежности нерезервированных систе, методы предиктивной аналитики. Новизна. Показана возможность реализации методов и инструментов предиктвной аналитики в уменьшении отказов горнотранспортных машин. Результат. Разработана структура дерева отказов карьерного гусеничного экскаватора с составлением графологической схемы. Практическая значимость. Прогнозирование остается необходимым шагом к предупреждению отказов горнотранспортного оборудования. Внедрение на горнодобывающих предприятиях современной эффективной системы прогнозирования изменений в состоянии оборудования является ключевым инструментом для минимизации простоем горного оборудования, увеличения срока службы оборудования, снижения стоимости содержания оборудования.
Ключевые слова
Добыча, предиктивная аналитика, карьерный экскаватор, оборудование, отказ, элемент.
Для цитирования
Инструменты предиктивной аналитики в минимизации отказов горнотранспортного оборудования / Великанов В.С., Мусонов О.С., Панфилова О.Р., Ильина Е.А., Дёрина Н.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2021. Т.19. №4. С. 5–15. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2021-19-4-5-15
1. Подэрни Р.Ю., Булес П. Сравнительный анализ гидравлических и механических экскаваторов с прямой лопатой // Горный журнал. 2015. №1. С. 55–61.
2. Подэрни Р.Ю., Булес П. Эффективность применения мощных гидравлических экскаваторов – результат повышения их надежности // Горная промышленность. 2015. №1. С. 46–51.
3. Побегайло П. А. Мощные одноковшовые гидравлические экскаваторы. Выбор основных геометрических параметров рабочего оборудования на ранних стадиях проектирования. М.: Ленанд, 2014. 296 с.
4. Булес П. Эффективность эксплуатации карьерных экскаваторов с электромеханическим и гидравлическим приводом основных механизмов // Горная промышленность. 2014. № 6 (118). С. 36–37.
5. Мельников Н.Н., Неволин Д.Г., Скобелев Л.С. Технология применения и параметры гидравлических экскаваторов: монография. Апатиты: Кольский научный центр РАН, 1992. 216 с.
6. Великанов В.С. Научные основы системы снижения рисков отказов при управлении карьерным экскаватором: дис. … д-ра техн. наук / Уральский государственный горный университет. Екатеринбург, 2020.
7. Дьяконов Н.А., Логунова О.С. Системы управления технологическим процессом на основе предиктивной аналитики: проектирование // Электротехнические системы и комплексы. 2021. № 1 (50). С. 58–64.
8. Шаханов Н.И., Ершов Е.В., Юдина О.В. Модель, метод и алгоритмы прогнозирования отказов роликов отводящего рольганга уборочной группы прокатного производства // Известия Юго-Западного государственного университета. Сер. Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2018. Т. 8. № 3 (28). С. 50–59.
9. https://crn.ru
10. Великанов В.С., Бочинская А.Н. Формирование системы минимизации рисков отказов карьерных экскаваторов при управлении // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: тезисы докладов 77-й международной научно-технической конференции. Магнитогорск, 2019. С. 36.
11. Зорин В.А. Надежность механических систем: учебник. М.: НИЦ ИНФРА-М, 2015. 380 с.
12. Малафеев С.И., Копейкин А.И. Надежность технических систем. Примеры и задачи: учебное пособие. СПб.: Лань, 2012. 313 с. : ил., граф., схемы, табл. (Учебники для вузов: Специальная литература). ISBN 978-5-8114-1268-6.
13. Надежность механических систем горных и транспортных машин [Электронный ресурс]: учебное пособие / Панфилова О.Р., Усов И.Г., Кутлубаев И.М., Великанов В.С. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2020. 60 с.
14. Острейковский В.А. Теория надежности: учебник / 2-е изд., испр. М.: Высшая школа, 2008. 463 с.: ил., граф., схемы, табл.
15. Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности: учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: БХВ-Петербург, 2006. 702 с. : ил., табл.
16. Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. Практикум: учебное пособие. СПб.: БХВ-Петербург, 2006. 557 с. : ил., табл.
17. Эксплуатационная надежность и техническое обслуживание экскаваторов ЭКГ-8 и ЭКГ-8И: учебно-методическое пособие / В.А. Голубев, А.Е. Троп, Н.М. Карасев и др. Свердловск, 1971. 119 с.
18. Morin C.R., Packer K.F., Slater J.E. Failure Analysis Associated with Mining and Heavy Mechanical Equipment. In: McCall J.L., French P.M. (eds) Metallography in Failure Analysis. Springer, Boston, MA. 1978. https://doi.org/10.1007/978-1-4613-2856-8_8.
19. Harish Kumar N.S., Choudhary R.P., Murthy Ch. S.N. Model based reliability analysis of shovel – dumper system’s mechanical failures used in the surface coal mine: a case study. Safety and Reliability 39:3-4, 2020, pp. 215–229.
20. Dindarloo Saeid R., Siami-Irdemoosa E. Data mining in mining engineering: results of classification and clustering of shovels failures data. International Journal of Mining, Reclamation and Environment 31:2, 2017, pp. 105–118.
21. Dindarloo Saeid R. Support vector machine regression analysis of LHD failures. International Journal of Mining, Reclamation and Environment30:1, 2016, pp. 64–69.
22. Nick Vayenas, Xiangxi Wu. Maintenance study of a skip hoist. International Journal of Mining, Reclamation and Environment 25:2, 2011, pp. 177–186.
23. Vayenas N., Wu X. Maintenance and reliability analysis of a fleet of load-haul-dump vehicles in an underground hard rock mine. International Journal of Mining, Reclamation and Environment 23:3, 2009, pp. 227–238.
24. Elevli S., Uzgören N., Elevli B. Correspondence analysis of repair data: a case study for electric cable shovels. Journal of Applied Statistics 35:8, 2008, pp. 901–908.
25. Yuriy G., Vayenas N. Discrete-event simulation of mine equipment systems combined with a reliability assessment model based on genetic algorithms. International Journal of Mining, Reclamation and Environment 22:1, 2008, pр. 70–83.
26. Roy S.K., Bhattacharyya M. M., Naikan V. N. A. Maintainability and reliability analysis of a fleet of shovels. Mining Technology 110:3, 2001, pp. 163–171.
27. Голубев В.А., Троп А.Е. Надежность горного оборудования и эффективность его использования. М.: Недра, 1974. 80 с.
28. Кутлубаев И.М. Использование структурных схем для анализа многодвигательных машин // Вестник машиностроения. 2004. №12. С. 8–11.
29. Расчет ресурса деталей структурно-функциональных элементов горных машин / О.Р. Панфилова, В.С. Великанов, И.Г. Усов, Е.Ю. Мацко, И.М. Кутлубаев // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2018. № 2. С. 43–51.
30. Великанов В.С., Панфилова О.Р., Усов И.Г. Анализ показателей долговечности рукояти карьерного экскаватора // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2018. Т. 16. № 4. С. 13–20.