Анализ энергетических показателей работы горнопроходческих комплексов угольной шахты

Рост интенсивности ведения проходческих работ, энерговооруженности труда и затрат топливно-энергетических ресурсов обусловливает необходимость не только повышать энергоэффективность производственных процессов производства, но и снижать неизбежно возникающие потери энергии. Условия ведения горнопроходческих работ определяются сочетанием комплекса взаимно воздействующих факторов (геологических, технологических и организационных), а оценка степени их влияния на энергоэффективность технологических процессов требует глубокого детального исследования. Для критериальной оценки эффективности ведения горнопроходческих работ предлагается использование показателей уровня энергопотребления, эффективности и качества прохождения горной выработки сменными бригадами, позволяющими объективно оценить их работу. Показатели технологического и удельного расхода электроэнергии при ведении проходческих работ изменяются в широком диапазоне, поэтому для обеспечения устойчивой работы сменным бригадам необходимо придерживаться рекомендуемых показателей, определяющих оптимальные темпы проходки и ограничения выхода за допустимые или предельные режимы. Исследованы статистические модели показателей, определяющих энергоэффективность работы горнопроходческих комплексов, на примере угольной шахты «Северная». Предложены показатели уровня энергопотребления, эффективности и качества прохождения горной выработки сменными бригадами. Определены законы распределения для основных показателей, характеризующих энергоэффективность ведения горнопроходческих работ. Разработаны рекомендации по обеспечению устойчивой работы горнопроходческих комплексов в течение всего периода проходки участков. С точки зрения организации ведения горнопроходческих работ необходимо осуществление постоянного контроля параметров и темпов проходки, качества подготовки забоя, своевременного технического обслуживания и ремонта машин и оборудования, управления технологическим процессом путем обеспечения оптимальных режимов работы горнопроходческого комплекса.

горнопроходческие работы, электроснабжение, угольная шахта, энергоэффективность, горнопроходческие комплексы, модели

1. Пичуев А. В., Садридинов А. Б. Методы оценки энергоэффективности проходческих работ в условиях городского подземного строительства. Сб. науч. тр. междунар. науч.-техн. конф. «Совершенствование технологии строительства шахт и сооружений». Донецк, Украина. 2012;18:25-27.

2. Пичуев А. В., Садридинов А. Б. Энергетические характеристики проходческих комбайнов с исполнительными органами избирательного действия. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2013;(9):348-350.

3. Liu X., Zhang Y., Zhang K. Optimization control of energy consumption in tunneling system of earth pressure balance shield tunneling machine. Engineering Letters. 2020:28(2):551-558.

4. Liu X., Zhao Z. Coordinated optimization control of shield tunneling machine based on predictive function control. Engineering Letters. 2020:28(3):281-287.

5. Liu X., Shao C. Present status and prospect of shield machine automatic control technology. Jixie Gongcheng Xuebao. Journal of Mechanical Engineering. 2010;46(20):152-160. DOI: 10.3901/JME.2010.20.152

6. Zhang Q., Qu C., Kang Y., Huang G., Cai Z., Zhao Y., Zhao H., Su P. Identification and optimization of energy consumption by shield tunnel machines using a combined mechanical and regression analysis Tunnelling and Underground Space Technology. 2012;28(1):350-354. DOI: 10.1016/j.tust.2011.12.003

7. Yang X., Gong G.-F., Yang H.-Y., Jia L.-H., Ying Q.-W. A cutterhead energy-saving technique for shield tunneling machines based on load characteristic prediction. Journal of Zhejiang University: Science A. 2015;16(5):418-426. DOI: 10.1631/jzus.A1400323

8. Lyakhomskiy A., Perfilieva E., Petrochenkov A., Bochkarev S. Conceptual design and engineering strategies to increase energy efficiency at enterprises research, technologies and personnel. In: Forum Strategic Partnership of Universities and Enterprises of Hi-Tech Branches (Science. Education. Innovation 2015 4th).2015. P. 44-47.

9. Дзюбан В. С., Ширин И. Г., Ванеев Б. Н., Гостищев В. М. Справочник энергетика угольной шахты. Под общей ред. Б. Н. Ванеева. Донецк: «ООО Юго-Восток Лтд.»; 2001.

10. Lyakhomskiy A., Perfilieva E., Kychkin A., Genrikh N. A software-hardware system of remote monitoring and analysis of the energy data. Russian Electrical Engineering. 2015;86(6):314-319.

11. Zhang T., Neil Taylor R., Zheng G., Sun J., Fan Q., Diao Y., Zhou H. Modelling ground movements near a pressurised tunnel heading in drained granular soil. Computers and Geotechnics. 2018;104:152-166. DOI: 10.1016/j.compgeo.2018.08.015

12. Gabov V. V., Zadkov D. A. Energy-saving modular units for selective coal cutting. Eurasian Mining, 2016;(1):37-40. DOI: 10.17580/em.2016.01.06

13. Fashilenko V., Reshetnyak S. Improving the energy performance of industrial enterprises. In: Miner's week – 2015. Reports of the XXIII international scientific. 2015. P. 570-573.

14. Dias D., Kastner R. Movements caused by the excavation of tunnels using face pressurized shields - Analysis of monitoring and numerical modeling results. Engineering Geology. 2013;152(1):17-25. DOI: 10.1016/j.enggeo.2012.10.002

15. Lu S. Coal mining industrial robots the institutions of the modeling and simulation. Advanced Materials Research. 2012;482-484:1490-1494. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.482-484.1490

16. Рыжов П. А. Математическая статистика в горном деле: Учеб. пособие для вузов по специальности «Маркшейдерское дело». М.: Высш. шк.; 1973. 287 с.

17. Мацкевич И. П., Свирид Г. П. Высшая математика. Теория вероятностей и математическая статистика. Минск: Высшая школа; 1993.

18. Бегляков В. Ю., Аксенов В. В., Костинец И. К., Хорешок А. А. Определение сил взаимодействия основных систем геохода с геосредой и между собой. Горные науки и технологии. 2017;(4):23-30 2017;(4):23-30. DOI: 10.17073/2500-0632-2017-4-23-28