ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 622.1
DOI: 10.18503/1995-2732-2024-22-4-30-43
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы). Известно, что гранулометрический состав горных пород используется на горнодобывающих предприятиях в качестве одного из основных показателей для оценки эффективности взрывных работ. Контролируя процесс взрывных работ и генерируя оптимальное распределение по размерам кусков в развале, возможно частично оптимизировать экономические показатели горнодобывающего предприятия. В работе решается задача по установлению степени влияния гранулометрического состава взорванной горной массы при отработке месторождений открытым способом на распределение напряжений в рабочем оборудовании карьерного экскаватора. Цель работы. Анализ простоев парка карьерных экскаваторов на горнодобывающих предприятиях Уральского федерального округа выявил, что значительная доля простоев обусловлена выходом из строя металлоконструкций. Основное влияние на появление и развитие трещин в металлоконструкциях оказывают циклические нагрузки, возникающие при экскавации неоднородной взорванной горной массы. Изучение возможностей контроля гранулометрического состава взорванной горной массы позволит определить параметры буровзрывных работ, требующие корректировки для повышения эффективности при взрыве следующего блока. Используемые методы. При решении поставленных задач использовался комплексный подход, включающий системный научный анализ и обобщение ранее опубликованных исследований. Для оценки напряженно-деформированного состояния элементов несущих металлоконструкций карьерных экскаваторов применялся метод конечных элементов. Новизна. Использование современных цифровых технологий на базе машинного обучения для определения гранулометрического состава взорванной горной массы позволяют выявить зависимость влияния однородности грансостава в забое на износ рабочего органа экскаватора. Результат. Используя в качестве аппаратно-программного сопровождения экспериментальных исследований отечественное оборудование компании «Давтех», определены параметры кусковатости взорванной горной массы. Установлено влияние направления внешней нагрузки и показателей кусковатости развала на напряженно-деформированное состояние ковша карьерного экскаватора. Практическая значимость. Полученные в ходе исследования данные позволят разработать рекомендации по оптимизации режимов управления карьерным экскаватором, что в итоге позволит снизить количество отказов рабочего оборудования и увеличит его ресурс.
Ключевые слова
экскаватор, полезное ископаемое, рабочее оборудование, ковш, распределение напряжений
Для цитирования
О влиянии гранулометрии взорванной горной массы на распределение напряжений в рабочем оборудовании карьерного экскаватора / Великанов В.С., Чернухин С.А., Тельминов Н.С., Дремин А.В., Ломовцева Н.В., Ситдикова С.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. Т. 22. №4. С. 30-43. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-4-30-43
1. Дремин А.В., Великанов В.С. К вопросу о гранулометрическом составе взорванных скальных пород // Горная промышленность. 2023. № 4. С. 73–78. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2023-4-73-78. URL: https://mining-media.ru/ru/article/newtech/18133-k-voprosu-o-granulometricheskom-sostave-vzorvannykh-skalnykh-porod.
2. Государственный доклад от 22.12.2021, Минприроды РФ «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2020 году». Москва, 2021. 572 с.
3. Великанов В.С. Научные основы системы снижения рисков отказов при управлении карьерным экскаватором: специальность 05.05.06 «Горные машины» : дис. … д-ра техн. наук / Великанов Владимир Семенович ; Уральский государственный горный университет. Екатеринбург, 2020. 292 с.
4. Иванова П.В. Выявление закономерностей изменения наработки карьерного электрического экскаватора большой единичной мощности с учетом воздействия факторов природно-техногенного характера : специальность 05.05.06 «Горные машины» : дис. … канд. техн. наук / Иванова Полина Викторовна, 2019. СПб., 134 с. EDN JBMAOH.
5. Волкова Е.А. Повышение эффективности функционирования одноковшовых экскаваторов за счет улучшения эксплуатационных характеристик : специальность 05.05.06 «Горные машины» : дис. … канд. техн. наук / Волкова Евгения Алексеевна, 2022. 131 с. EDN NRPQMC.
6. Рожков А.А. Исследование параметров технологии взрывной отбойки при подземной добыче гранулированного кварца: специальность 25.00.22 «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)» : дис. … канд. техн. наук / Рожков Артём Андреевич. Екатеринбург, 2019. 138 с. EDN EEQTWS.
7. Галушко Ф.И., Комягин А.О., Мусатов И.Н. Управление качеством взрывной подготовки горной массы на основе оптимизации параметров БВР // Горная промышленность. 2017. №5 (135). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/upravlenie-kachestvom-vzryvnoy-podgotovki-gornoy-massy-na-osnove-optimizatsii-parametrov-bvr (дата обращения: 17.06.2024).
8. Хромой М.Р., Свинарчук В.П., Свинарчук П.В. Изнашивание вооружения ковша карьерного одноковшового экскаватора // Научный вестник Московского государственного горного университета. 2010. № 8. С. 106-113. EDN LOXOJO.
9. Determining the parameters of the trajectory of the bucket of mining quarries excavators / Tytiuk V., Khandakji K., Sivyakova G., Karabut N., Chornyi O., Busher V. // E3S Web of Conferences. 2021, 280, 05013. 10.1051/e3sconf/202128005013.
10. Певзнер Л.Д., Бабаков С.Е. Математическая модель динамики карьерного экскаватора как объекта управления // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2013. № 12. С. 249-252. EDN RMSLHJ.
11. Оценка степени противодействия двигателей приводов главных механизмов карьерного экскаватора / А.П. Комиссаров, О.А. Маслеников, Р.Ш. Набиуллин, С.А. Хорошавин // Горное оборудование и электромеханика. 2022. № 6(164). С. 10-16. DOI: 10.26730/1816-4528-2022-6-10-16. EDN NIDNFT.
12. Безкоровайный П.Г., Шестаков В.С., Извеков К.А. Оптимизация рабочего оборудования карьерного экскаватора // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности : сборник трудов XX международной научно-технической конференции «Чтения памяти В. Р. Кубачека», проведенной в рамках Уральской горнопромышленной декады, Екатеринбург, 07–08 апреля 2022 года. Екатеринбург: Уральский государственный горный университет, 2022. С. 222-225. EDN EPKEQI
13. Лукашук О.А., Летнев К.Ю. Определение энергозатрат при экскавации грунта // ГИАБ. 2018. №6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/opredelenie-energozatrat-pri-ekskavatsii-grunta (дата обращения: 18.06.2024).
14. Саитов В.И., Андреева Л.И., Красникова Т.И. Влияние грансостава забоя на количество отказов механизма напора экскаватора цикличного действия // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 2. С. 234. EDN OXCNGV.
15. Болотнев А.Ю., Унагаев Е.И., Авдеев А.Н. Исследование распределения напряжений в рабочих узлах карьерного экскаватора ЭКГ-12,5 // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2011. № 12(59). С. 92-95. EDN NCDFJI.
16. Кузнецов В.Ф., Плеханов Ю.В. Математическая модель взаимодействия рабочего оборудования экскаватора-мехлопаты с забоем // Горное оборудование и электромеханика. 2009. № 1. С. 12-14. EDN JWVQGP.
17. До Д. Ч. Оценка нагруженности основных металлоконструкций экскаваторов ЭКГ-10, работающих на угольных разрезах Вьетнама : специальность 05.05.06 «Горные машины» : дис. … канд. техн. наук / До Дык Чонг. СПб., 2022. 104 с. EDN CFBWTA.
18. Эффективность функционирования карьерного экскаватора как эргатической системы / Д.А. Шибанов, С.Л. Иванов, Е.И. Шешукова, Е.С. Недашковская // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2023. № 11-1. С. 144-158. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_111_0_144. EDN ATIRKG.
19. Дремин А. В., Марков Ю. В. Способ определения гранулометрического состава развала горной массы: пат. 2807542 РФ: МПК G01N 33/24, E21C 41/26. № 2023113622; заявл. 25.05.2023; опубл. 16.11.2023; бюл. № 32.
20. Чепурненко А.С., Тюрина В. С. Применение метода конечных элементов в сочетании с методом контактного слоя для определения напряженно-деформированного состояния многослойных балок // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2023. № 4. С. 130–139. DOI: 10.15593/perm.mech/2023.4.13