Закономерности изменения энергоемкости транспортирования горной массы транспортом глубоких карьеров

Значительная часть месторождений полезных ископаемых, разрабатываемых открытым способом, вскрывается автомобильными транспортными съездами на всю глубину без использования комбинированного транспорта. В большинстве случаев это связано с высокой скоростью снижения уровня горных работ и многоэтапной разработкой. Методы исследований энергоемкости транспортирования горной массы из рабочей зоны карьера на поверхность рассматриваются в несколько иерархических уровней. Для исследования 3D-моделей карьеров с различными углами откоса использовано программное обеспечение Mineframe с целью забазировать методику аналитического расчета объема карьера, что позволило обеспечить точность при широком охвате диапазона горнотехнических условий. При увеличении диаметра дна карьера зона стабилизации высоты подъема смещается к большим конечным глубинам, увеличение угла откоса бортов карьера влечет за собой смещение средневзвешенной высоты в глубину,  с ростом конечной глубины карьера комбинированные виды транспорта становятся более экономичными в сравнении с автомобильным за счет увеличения суммарного объема горной массы. В зависимости от цели сравнения предложено использовать различные виды энергоемкости, для укрупненной оценки рациональности пары «схемы вскрытия – вид транспорта» для карьеров возможно использовать отношение потенциальных энергоемкостей перемещения горной массы рассматриваемого варианта вскрытия карьера и его базовой версии без транспортных берм, установлены закономерности изменения отношения потенциальных энергоемкостей от глубины карьера, определены значения полной энергоемкости транспортирования горной массы из карьера до поверхности комбинированными видами транспорта.

1. Яковлев В. Л., Корнилков С. В., Соколов И. В. Инновационный базис стратегии комплексного освоения ресурсов минерального сырья. Под ред. Яковлева В.Л. Екатеринбург: УрО РАН; 2018. 360 с. URL: https://igduran.ru/files/eshop/elibrary/2019-inno-bazis.pdf

2. Зырянов И. В., Акишев А. Н., Бондаренко И. Ф. Совершенствование добычи и переработки алмазосодержащих руд. Под ред. Чантурия В.А. Якутск: Издательский дом СВФУ; 2020. 720 с.

3. Журавлев А. Г., Буднев А. Б. Влияние типоразмера автосамосвала на разнос бортов карьера. Проблемы недропользования. 2018;(2):20–29. https://doi.org/10.25635/2313-1586.2018.02.020

4. Анистратов Ю.И. Энергетическая теория расчета технологии открытых горных работ. Горный информационно-аналитический бюллетень. 1996;(3):20–29.

5. Коваленко В.А., Тангаев И. А. Энергетический принцип контроля и оптимизации технологических процессов на карьерах. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2008;(2–1):293–301.

6. Лель Ю.И., Ворошилов Г.А., Стенин Ю.В., Николаев Н. А. Методика энергетической оценки транспортных систем карьеров в условиях рыночной экономики. Известия Уральского государственного горного университета. 2005;(21):129–137.

7. Kurlenya M.V., Tanaino A. S. Energy analysis of open-pit coal mining. Journal of Mining Science. 1997;33(5):453–462. https://doi.org/10.1007/BF02765621

8. Symonenko V. I., Haddad J. S., Cherniaiev O.V. et al. Substantiating systems of open-pit mining equipment in the context of specific cost. Journal of The Institution of Engineers (India): Series D. 2019;100(2):301–305. https://doi.org/10.1007/s40033-019-00185-2

9. Purhamadani E., Bagherpour R., Tudeshki H. Energy consumption in open-pit mining operations relying on reduced energy consumption for haulage using in-pit crusher systems. Journal of Cleaner Production. 2021;291:125228. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.125228

10. El Maghraoui A., Ledmaoui Y., Laayati O. et al. Smart energy management: a comparative study of energy consumption forecasting algorithms for an experimental open-pit mine. Energies. 2022;15(13):4569. https://doi.org/10.3390/en15134569

11. Koptev V.Y., Kopteva A.V. Structure of energy consumption and improving open-pit dump truck efficiency. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2017;87(2):022010. https://doi.org/10.1088/1755-1315/87/2/022010

12. Patterson S. R., Kozan E., Hyland P. An integrated model of an open-pit coal mine: improving energy efficiency decisions. International Journal of Production Research. 2016;54(14):4213–4227. https://doi.org/10.1080/00207543.2015.1117150

13. Ristić L., Bebić M., Štatkić S. et al. Bulk material transportation system in open pit mines with improved energy efficiency. In: Proceedings of the 15th WSEAS International Conference on Systems. Corfu Island, Greece. 14–16 July 2011. Pp. 327–332.

14. Лукичёв С. В., Наговицын О.В. Цифровое моделирование при решении задач открытой и подземной горной технологии. Горный журнал. 2019;(6):51–55. https://doi.org/10.17580/gzh.2019.06.06

15. Буднев А. Б., Журавлев А. Г. Оценка погрешностей некоторых аналитических методов расчета объема карьера. Проблемы недропользования. 2017;(4):61–70. https://doi.org/10.18454/2313-1586.2017.04.061

16. Берсенев В.А., Кармаев Г.Д., Семенкин А. В., Сумина И. Г. Схемы циклично-поточной технологии при различном залегании месторождений полезных ископаемых (обзор применяемых и предлагаемых схем ЦПТ). Проблемы недропользования. 2018;(4):13–21. https://doi.org/10.25635/2313-1586.2018.04.013

17. Журавлев А. Г., Семенкин А. В., Черепанов В. А. и др. Задачи развития перспективных циклично-поточных технологий для глубоких карьеров. Горная промышленность. 2022;(1S):53–62. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-1S-53-62