Исследование эффективности технологии открытых горных работ с использованием дистанционного управления горными и транспортными машинами

т.

Разработка месторождения полезного ископаемого открытым способом осуществляется до тех пор, пока это экономически целесообразно.

С понижением фронта горных работ происходит увеличение себестоимости добычи полезного ископаемого.

Основными причинами увеличения себестоимости добычи являются:

1. Увеличение коэффициента вскрыши.

2. Увеличение эксплуатационных затрат.

3. Ухудшение условий труда на глубоких горизонтах.

Увеличение коэффициента вскрыши с увеличением глубины карьера происходит на круто и наклонно залегающих месторождениях, из-за необходимости разноса бортов карьера для доступа к нижним горизонтам. Углы бортов карьера определяются исходя из условий безопасности работы людей и, как правило, не превышают 47−52°.

Увеличение эксплуатационных затрат в основном обусловлено увеличением длины транспортирования, что приводит к повышению расхода горюче-смазочных материалов и электричества, необходимости увеличения парка транспортных машин и увеличению секций конвейеров.

Сложные условия, в которых приходится работать людям на глубоких горизонтах это — высокая запыленность воздуха, связанная с разрушением горных пород взрывным или механическим способами, загазованность воздуха от выхлопов горно-транспортных машин, работающих на горючем топливе, также люди подвержены влиянию высоких и низких температур, сильного ветра, радиации.

Работа в таких условиях приводит к существенному снижению производительности и росту затрат на обеспечение нормальных рабочих условий труда.

Снижение производительности карьера обусловлено в основном большим количеством простоев для проветривания воздушных масс, для обогрева рабочих при низких температурах, также нерациональным использованием транспортных машин, что приводит к простоям выемочно-погрузочного оборудования и т. д. Влияние на производительность карьера также оказывает квалификация рабочих. Выполнение рабочих операций на высоких скоростях, особенно в сложных условиях и к концу смены, сказывается на физических возможностях человека, поэтому разница в производительности экскаватора, управляемого разными машинистами, может достигать 40%.

Затраты на обеспечение нормальных (комфортных) условий труда заключаются в применении и обслуживании климатических установок (кондиционеров, обогревателей), воздухо-очистных систем, специальных герметических кабин и т. п.

При работе в плохих условиях возрастает заболеваемость рабочих, что приводит к увеличению затрат на медицинское обслуживание.

Все перечисленные факторы ведут к снижению эффективности открытых горных работ с увеличением глубины карьера, и в итоге открытые горные работы затухают, а дальнейшая разработка месторождения производится подземным способом.

Уменьшение тенденции снижения эффективности открытых горных работ с увеличением глубины карьера — задача, решение которой позволит получить дополнительную экономическую выгоду.

Уменьшение себестоимости добычи полезного ископаемого, исходя из перечисленных факторов возможно за счет следующих мероприятий:

1. Снижение коэффициента вскрыши.

2. Снижение эксплуатационных затрат.

3. Снижение затрат на создание нормальных условий для рабочих.

Снижение коэффициента вскрыши, возможнно лишь %.3202 — угол откоса борта карьера, однако, при этом человек оказывается в условиях возможного обрушения бортов, что невозможно допустить.

Снижение эксплуатационных затрат возможно применением специальных систем контроля и анализа движения транспорта.

Снижение затрат на создание нормальных условий для рабочих возможно лишь выводом рабочих из опасных зон.

Общим решением данных задач будет применение дистанционного управления техникой и технологией открытых горных работ.

Под термином дистанционного управления горными работами на карьере мы понимаем, технологию открытых горных работ с применением таких машин и механизмов, которые бы обеспечили минимум присутствия людей непосредственно в забое.

Отсюда, научная задача диссертации заключается в оценке технологии открытых горных работ с использованием дистанционного управления горными и транспортными машинами в карьере.

Научное значение работы заключается в определении области эффективного применения технологии открытых горных работ с дистанционным управлением горным и транспортным оборудованием в карьере.

Цель работы — определение области эффективного применения технологии на основе дистанционного управления автоматизированными и роботизированными комплексами производства горных работ на карьере.

Для достижения указанной цели в работе решались следующие задачи:

1. Обзор научно-исследовательской литературы и практики открытых горных работ в области дистанционного управления производственными процессами на карьере.

2. Выбор путей создания технологии дистанционного управления существующими средствами и техникой ведения горных работ на карьере.

3. Оценка комплектов горно-транспортного оборудования в технологических потоках на карьере для дистанционного управления горными работами.

4. Формирование технологии открытых горных работ с применением дистанционного управления комплектами горного оборудования цикличного и поточного действия.

5. Экономическая эффективность применения технологии открытых горных работ с использованием дистанционного управления горной и транспортной техникой на кимберлитовом месторождении трубки Юбилейная АК «Алроса».

Практическое значение работы заключается в разработке специальной технологии отработки крутопадающих месторождений с крутыми откосами бортов карьера на большую глубину и способов вскрытия, позволяющих обеспечить эффективную и безопасную отработку крутопадающих месторождений на большую глубину.

В работе защищаются следующие научные положения:

1. Перспективными средствами безлюдной технологии горных работ являются комбайны и автоматизированные комплексы, с навигационными системами управления и компьютерным управлением.

2. Областью эффективного применения дистанционного управления производством открытых горных работ в настоящее время являются наклонные и крутопадающие месторождения с полускальными породами сложными горнотехническими условиями.

Применение технологии открытых горных работ с использованием дистанционного управления горными и транспортными машинами позволяет отрабатывать наклонные и крутопадающие месторождения с крутыми до 70−75° углами откосов бортов карьера.

Основные выводы диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Дальнейшее повышение эффективности открытой добычи полезных ископаемых при разработке наклонных и крутопадающих месторождений, находящихся в сложных природных условиях возможно путем использования технологии горных работ в карьере горно-транспортной техникой с дистанционным управлением. Мировой опыт в использовании систем дистанционного управления машинами и процессами во многих областях достаточен для его реализации в горнодобывающей промышленности.

2. В настоящее время основными направлениями создания дистанционного управления горной и транспортной техникой является:

• система непосредственного радиоуправления из диспетчерского пункта операторами нештатными операциями и автоматическим выполнением запрограммированных штатных операций горными и транспортными машинами в рабочей зоне карьера.

• система автоматизированных и роботизированных горнотранспортных комплексов с компьютеризированным управлением.

3. Применением системы непосредственного радиоуправления из диспетчерского пункта возможно при использовании комплектов из существующего горного и транспортного оборудования циклического или непрерывного действия со специальной аппаратурой радиоуправления и контроля производственной и природной ситуацией. Вторая система должна быть создана специально для автономного функционирования в конкретных горнотехнических условиях в виде комбайна и транспортных средств непрерывного действия с программным управлением.

4. Технология горных работ с дистанционным управлением горной и транспортной техникой позволяет отрабатывать наклонные и крутопадающие месторождения и с большой глубиной с крутыми откосами бортов карьера до что позволяет снизить объемы вскрыши в 5−7 раз по сравнению с отработкой месторождений существующей технологией.

5. Технология отработки крутопадающих месторождений горнотранспортной техникой с дистанционным управлением позволяет увеличить глубину отработки до 800−1000м с доставкой горной массы из карьера по открытым горным выработкам с петлевой формой трассы во вскрывающей выработке на горизонтах в виде сектора или по наклонным подземным горным выработкам.

6. Эффективность отработки трубки «Юбилейная» АК «Алросса» стреловым комбайном с автомобильным транспортом при дистанционном управлении позволяет существенно снизить затраты на добычу.

Аналогичная эффективность может быть достигнута при использовании предложенной технологии для продолжения открытых горных работ на трубках «Мир» и «Удачная».

Отработка новых трубок Бутобинская и Нюрбинская предложенной технологией позволит отработать их тремя этапами, с.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих печатных работах автора:

1. Баранов Е. А., «Опыт комплексной механизации и автоматизации горных работ на карьере». Сб. докладов Второй международной научно-практической конференции «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых на рубеже XX—XXI вв.еков». Москва, 2000 г.

2. Анистратов Ю. И., Баранов Е. А., «Основные принципы создания безлюдной открытой разработки месторождений полезных ископаемых». Сб. докладов Пятой международной конференции «Новые идеи в науках о Земле». Москва, 2001 г.

3. Баранов Е. А., «Оценка эффективности создания технологии дистанционного управления открытыми горными работами на карьере». Сб. докладов Третьей международной научно-практической конференции «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых на рубеже XX—XXI вв.еков». Москва, 2002 г.

Заключение

.

В результате научных исследований в диссертации решена научная задача определение эффективности технологии открытых горных работ с использованием дистанционного управления горными и транспортными машинами на основании установленных зависимостей от параметров горного и транспортного оборудования, технологии и системы управления в сложных горнотехнических условиях, позволяющих существенно увеличить угол откоса рабочего борта и при погашении бортов карьера, а следовательно, повысить экономическую эффективность открытых горных работ при отработке месторождений.