gscienceMining Science and Technology (Russia)Горные науки и технологии2500-0632The National University of Science and Technology MISiIS (NUST MISIS)10.17073/2500-0632-2021-3-211-220gscience-292Research ArticlePOWER ENGINEERING, AUTOMATION, AND ENERGY PERFORMANCEЭНЕРГЕТИКА, АВТОМАТИЗАЦИЯ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬAssessment of operational reliability of power supply to developing ore mining areas at a high-altitude mineОценка эксплуатационной надежности электроснабжения развивающихся участков добычи руд на высокогорном рудникеhttps://orcid.org/0000-0003-3777-7203КлюевР. В.KlyuevR. V.

Роман Владимирович Клюев – доктор технических наук, профессор кафедры «Техника низких температур им. П. Л. Капицы»

SCOPUS ID 57194206632

г. Москва

Roman V. Klyuev – Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Department of the Technique of Low Temperature name P. L. Kapitza

SCOPUS ID 57194206632

Moscow

kluev-roman@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8930-4112БосиковИ. И.BosikovI. I.

Игорь Иванович Босиков – кандидат технических наук, доцент кафедры «Прикладная геология»

SCOPUS ID 56919738300

г. Владикавказ

Igor I. Bosikov – Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Professor of the Applied Geology Department

SCOPUS ID 56919738300

Vladikavkaz

igor.boss.777@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9712-9075ГавринаО. А.GavrinaO. A.

Оксана Александровна Гаврина – кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий»

SCOPUS ID 57204639532

г. Владикавказ

Oksana A. Gavrina – Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Professor of the Industrial Power Supply Department

SCOPUS ID 57204639532

Vladikavkaz

Gavrina-Oksana@yandex.ruЛяшенкоВ. И.LyashenkoV. I.

Василий Иванович Ляшенко – кандидат технических наук, ст. науч. сотрудник

SCOPUS ID 8915855500

г. Желтые Воды

 

 

Vasiliy I. Lyashenko – Cand. Sci. (Eng.), Senior Research Fellow

SCOPUS ID 8915855500

Zholti Vody

vilyashenko2017@gmail.comМосковский политехнический университетРоссияMoscow Polytechnic UniversityRussian FederationСеверо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет)РоссияNorth Caucasian Institute of mining and metallurgy (State Technological University)Russian FederationУкраинский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт промышленной технологииУкраинаUkrainian Research and Design Insitute for Industrial TechnologyUkraine20211310202163211220Copyright © Klyuev R.V., Bosikov I.I., Gavrina O.A., Lyashenko V.I., 20212021Клюев Р.В., Босиков И.И., Гаврина О.А., Ляшенко В.И.Klyuev R.V., Bosikov I.I., Gavrina O.A., Lyashenko V.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mst.misis.ru/jour/article/view/292

Development of new deposits and modernization of existing mining enterprises in order to improve their efficiency are the priorities for the development of tungsten-molybdenum resource sector. In the modernization of mining productions, attention is paid to all technological processes and engineering systems, transformation of which should be aimed at improving economic performance, including reliability. Research of power supply systems of mining enterprises and modes of their operation is an urgent task, as this type of engineering support of mining works, auxiliary processes and facilities determines competitiveness of an enterprise as a whole. In the course of research, an assessment of operational reliability of power supply of developing ore mining areas at a high-altitude mine of the Tyrnyauz deposit (Kabardino-Balkaria) was performed. It was found that under the existing scheme of separate power supply of 6 kV networks from substations, the full ground fault currents for these networks are respectively: I030=17.5 A and I0116 =12.2 A and reach the limiting values at which it was possible to disconnect them by disconnectors (the limiting current was 20 A). A formula for total ground fault current in 6 kV underground networks was recommended. It was shown that reliability of power supply in the above mine, as well as the level of danger of electric shock in electrical installations depended largely on the number of singlephase ground faults. On the basis of the theoretical and experimental research, the solutions to improve the operation of electrical networks, taking into account the structure and modes of operation of a highaltitude mine were developed.

Приоритетными направлениями развития добычи вольфрамо-молибденового сырья являются освоение новых месторождений и модернизация существующих горнодобывающих предприятий с целью повышения их эффективности. При модернизации горных производств внимание уделяется всем технологическим процессам и инженерным системам, трансформация которых должна быть направлена на повышение экономических показателей, в том числе и надежности. Исследования систем электроснабжения горных предприятий и режимов их работы являются актуальной задачей, так как этот класс инженерного обеспечения горных работ, вспомогательных процессов и объектов определяет конкурентоспособность предприятия в целом. В ходе исследований проведена оценка эксплуатационной надежности электроснабжения развивающихся участков добычи руд на высокогорном руднике Тырныаузского месторождения (Кабардино-Балкарcкая Республика). Установлено, что при существующей схеме раздельного питания сетей напряжением 6 кВ от подстанций полные токи замыкания на землю для этих сетей соответственно равны: I030 = 17,5А и I0116 = 12,2А и достигают предельных значений, при которых возможно их отключение разъединителями (предельный ток составляет 20А). Рекомендована формула полного тока замыкания на землю в подземных сетях напряжением 6 кВ. Показано, что надежность электроснабжения на указанном руднике, а также уровень опасности поражения электрическим током в электроустановках в значительной степени зависят от количества однофазных замыканий на землю. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны решения по улучшению эксплуатации электрических сетей, учитывающих структуру и режимы работы высокогорного рудника.

горнодобывающие предприятиярудникиэлектроснабжениережим работыэффективностьнадежностьбезопасностьзамыканияизоляцияпроводимостьТырныаузское месторождениеКабардино-Балкарcкая Республикаmining enterprisesmineselectric power supplyefficiencyoperating regimereliabilitysafetyground faultsinsulationconductivityTyrnyauz depositKabardino-Balkarian RepublicReferencesЛяшенко В. И., Франчук В. П., Кислый Б. П. Модернизация технико-технологического комплекса уранодобывающего производства. Горный журнал. 2015;(1):26–32. https://doi.org/10.17580/gzh.2015.01.05Lyashenko V. I., Franchuk V. P., Kisly B. P. Reengineering of technical-and-technological structure of uranium mine. Gornyi Zhurnal. 2015;(1):26–32. (In Russ.). https://doi.org/10.17580/gzh.2015.01.05Пучков Л. А., Пивняк Г. Г. (ред.) Электрификация горного производства. В 2-х томах. М: Изд-во Московского государственного горного университета; 2007.Puchkov L. A., Pivnyak G. G. (eds.). Electrification of mining production. In 2 volumes. Moscow: Moscow State Mining University Publ.; 2007. (In Russ.)Kaboli S., Selvaraj J., Rahim N. Long-term electric energy consumption forecasting via artificial cooperative search algorithm. Energy. 2016;115(1):857–871. https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.09.015Kaboli S., Selvaraj J., Rahim N. Long-term electric energy consumption forecasting via artificial cooperative search algorithm. Energy. 2016;115(1):857–871. https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.09.015Meira de Oliveira E., Cyrino Oliveira F. L. Forecasting mid-long term electric energy consumption through bagging ARIMA and exponential smoothing methods. Energy. 2018;144(1):776–788. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.12.049Meira de Oliveira E., Cyrino Oliveira F. L. Forecasting mid-long term electric energy consumption through bagging ARIMA and exponential smoothing methods. Energy. 2018;144(1):776–788. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.12.049Садридинов А. Б. Анализ энергетических показателей работы горнопроходческих комплексов угольной шахты. Горные науки и технологии. 2020;5(4):367–375. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2020-4-367-375Sadridinov A. B. Analysis of energy performance of heading sets of equipment at a coal mine. Mining Science and Technology (Russia). 2020;5(4):367–375. (In Russ.). https://doi.org/10.17073/2500-0632-2020-4-367-375Ляшенко В. И., Хоменко О. Е., Голик В. И. Развитие природоохранных и ресурсосберегающих технологий подземной добычи руд в энергонарушенных массивах. Горные науки и технологии. 2020;5(2):104-118. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2020-2-104-118Lyashenko V. I., Khomenko O. E., Golik V. I. Development of environment-friendly and resourcesaving methods of underground ore mining in disturbed rock masses. Mining Science and Technology (Russia). 2020;5(2):104–118. (In Russ.). https://doi.org/10.17073/2500-0632-2020-2-104-118Bornschlegl M., Bregulla M., Franke J. Methods-energy measurement – an approach for sustainable energy planning of manufacturing technologies. Journal of Cleaner Production. 2016;135(1):644–656. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.06.059Bornschlegl M., Bregulla M., Franke J. Methods-energy measurement – an approach for sustainable energy planning of manufacturing technologies. Journal of Cleaner Production. 2016;135(1):644–656. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.06.059Biel K., Glock C. Systematic literature review of decision support models for energy-efficient production planning. Computers & Industrial Engineering. 2016;101:243–259. https://doi.org/10.1016/j.cie.2016.08.021Biel K., Glock C. Systematic literature review of decision support models for energy-efficient production planning. Computers & Industrial Engineering. 2016;101:243–259. https://doi.org/10.1016/j.cie.2016.08.021Бухтояров В. Ф. Защита от замыканий на землю электроустановок карьеров. М.: Недра; 1986. 184 с.Bukhtoyarov V. F. Ground fault protection of open pit electric installations. Мoscow: Nedra Publ.; 1986. 184 p. (In Russ.)Цапенко Е. Ф. Замыкания на землю в сетях 6–35 кВ. М.: Энергоатомизда; 1986. 128 с.Tsapenko E. F. The earth faults in 6-35 kV electricity supply networks. Мoscow: Energoatomizdat Publ.; 1986. 128 p. (In Russ.)Клюев Р. В., Босиков И. И., Майер А. В., Гаврина О. А. Комплексный анализ применения эффективных технологий для повышения устойчивого развития природно-технической системы. Устойчивое развитие горных территорий. 2020;(2):283–290. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2020-12-2-283-290Klyuev R. V., Bosikov I. I., Mayer A. V., Gavrina O. A. Comprehensive analysis of the effective technologies application to increase sustainable development of the natural-technical system. Sustainable Development of Mountain Territories. 2020;(2):283–290. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2020-12-2-283-290Клюев Р. В., Босиков И. И., Гаврина О. А., Атрушкевич В. А. Выбор средств защиты высоковольтного двигателя экскаватора на руднике открытых работ горно-металлургического комбината. Безопасность труда в промышленности. 2020;(7):46–53. https://doi.org/10.24000/0409-2961-2020-7-46-53Klyuev R. V., Bosikov I. I., Gavrina O. A., Atrushkevich V. A. Selection of protection means for highvoltage excavator engine at the open-pit mine of the mining and metallurgical plant. Bezopasnost’ Truda v Promyshlennosti . 2020;(7):46–53. (In Russ.). https://doi.org/10.24000/0409-2961-2020-7-46-53Сиротинский Л. И. Техника высоких напряжений. Ч. 3. Вып. 1: Волновые процессы и внутренние перенапряжения в электрических системах. М: Госэнергоиздат; 1959. 368 с.Sirotinsky L. I. High voltage equipment. Part. 3, Vol. 1: Wave processes and internal overvoltages in electrical systems. Moscow: Gosenergoizdat Publ.; 1959. 368 p. (In Russ.)Ульянов С. А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. М.: Энергия; 1970. 520 с.Ulyanov S. А. Electromagnetic transient phenomena in electrical systems. Moscow: Energiya Publ.; 1970. 520 p. (In Russ.)Zhukovskiy Y., Batueva D., Buldysko A., Shabalov M. Motivation towards energy saving by means of IoT personal energy manager platform. Journal of Physics: Conference Series. 2019;1333(6):062033. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1333/6/062033Zhukovskiy Y., Batueva D., Buldysko A., Shabalov M. Motivation towards energy saving by means of IoT personal energy manager platform. Journal of Physics: Conference Series. 2019;1333(6):062033. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1333/6/062033Клюев Р. В., Босиков И. И., Гаврина О. А. Повышение эффективности релейной защиты на горно-обогатительном комбинате. Записки Горного института. 2021;248:300–311. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.2.14Klyuev R. V., Bosikov I. I., Gavrina O. A. Improving the efficiency of relay protection at a mining and processing plant. Journal of Mining Institute. 2021;248:300–311. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.2.14Верчеба А. А. Подготовка кадров для горно-геологической отрасли России. Горные науки и технологии. 2021;6(2):144–153. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2021-2-144-153Vercheba A. A. Personnel training for the mining and geological sector of Russia. Mining Science and Technology (Russia). 2021;6(2):144–153. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2021-2-144-153

The authors declare that there are no conflicts of interest present.