Апробация технологии эффективного применения экскаваторно-автомобильных комплексов в глубоких карьерах

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:

С. К. Молдабаев, orcid.org/0000-0001-8913-9014, Satbayev University, г. Алматы, Республика Казахстан, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. А. Адамчук, orcid.org/0000-0002-8143-3697, Национальный технический университет «Днепровская политехника», г. Днепр, Украина, e‑mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. А. Токтаров, orcid.org/0000-0003-2578-8642, Satbayev University, г. Алматы, Республика Казахстан, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Е. Абен, orcid.org/0000-0003-3909-3200, Satbayev University, г. Алматы, Республика Казахстан, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. А. Шустов, orcid.org/0000-0002-2738-9891, Национальный технический университет «Днепровская политехника», г. Днепр, Украина, e‑mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 повний текст / full article



Abstract:

Цель. Установить целесообразность реализации технологии отработки уступов пород скальной вскрыши и руды поперечными панелями в крутонаклонных слоях единым карьером до конца его эксплуатации.

Методика. При обосновании пространственного положения поэтапных контуров крутонаклонных слоев на карьерных полях округлой формы и их оптимизации использовались следующие методы: аналитический и оптимального управления Беллмана в динамическом программировании в комплексе с интегрированным горно-геологическим информационным комплексом на цифровой модели железорудного месторождения. Для исследования резервов увеличения продуктивности экскаваторно-автомобильных комплексов, при переходе на технологию отработки уступов поперечными панелями в крутонаклонных слоях сверху вниз со смещением разноса бортов карьера, использовались методы корреляционного и регрессионного анализов.

Результаты. На основании разграничения понятий приконтурной и глубинной зон глубоких карьеров и введения двух новых параметров взаимосвязи контуров рудной залежи и динамики формирования карьера разработан метод обоснования пространственного положения поэтапных контуров крутонаклонных слоев на карьерных полях округлой формы. По сравнению с тупиковым разворотом автосамосвалов по используемой технологии отработки уступов продольными панелями, переход на их отработку поперечными панелями, шириной в пределах 60–80 м, с петлевым разворотом автосамосвалов на погрузку, позволит увеличить производительность экскаваторов минимум на 25–30 %, что, наряду с уменьшением разноса бортов карьера, компенсирует интенсивность вскрытия рудной залежи сверху вниз в границах крутонаклонных слоев даже при значительном отставании вскрышных работ.

Научная новизна. Переход на технологию отработки уступов поперечными панелями в крутонаклонных слоях является единственным решением при превышении отставания вскрышных работ относительно проектных текущих объемов вскрыши при подходе горных работ к предельному поверхностному контуру карьера. На исследуемом сверхглубоком железорудном карьере, даже при превышении более чем в 3 раза проектного объема текущей (годовой) вскрыши, эта технология позволила уменьшить объем вскрышного отставания на 25 % и сократить срок освоения производственной мощности по руде с 8-и до 5-и лет. Создана математическая модель по оптимизации контуров этапов отработки для крутопадающих месторождений при отработке уступов поперечными панелями в крутонаклонных слоях, в которой функционал содержит в себе нелинейность четвертого порядка относительно искомой величины – ширины панелей. Автоматизация расчетов по оптимизации параметров конструкции рабочих бортов в динамике развития горных работ при такой постановке задачи методом нелинейного программирования обеспечивается расщеплением ее на две последовательно решаемые оптимизационные задачи методом динамического программирования на принципе оптимальности Беллмана.

Практическая значимость. Отстроенные с использованием разработанного метода обоснования пространственного положения поэтапные контуры крутонаклонных слоев для действующего железорудного карьера после оптимизации параметров крутых бортов с использованием метода оптимального управления Беллмана позволили получить реальный календарный график производства горных работ при реализации технологии отработки уступов по породам скальной вскрыши и руды поперечными панелями единым карьером. Установлено, что, несмотря на увеличение объема горной массы в отрабатываемой панели сверху вниз, удается значительно нивелировать объемы отставания вскрышных работ и сократить период освоения производственной мощности для стратегического объекта по добыче железной руды. Анализ календарного графика горных работ показывает, что наибольшие затруднения возникают в первые три года – 2020–2022 годы. Текущий коэффициент вскрыши при добыче руды по 15 млн т. будет изменяться от 8,9 до 8,7 т./т. Но с учетом имеющего место отставания вскрышных работ его удастся уменьшить почти на 25 %. Двукратное уменьшение объемов скальной вскрыши в 2023 году позволит увеличить добычу руды на 30 % – до 19,5 млн т., а в 2024 году – соответственно, на 60 % и освоить проектную мощность в 24 млн т.

References.

1. Gumenik, I., Lozhnikov, A., & Maevskiy, A. (2012). Methodological  principles  of  negative opencast  mining  influence increasing due to steady development. Geomechanical Processes During Underground Mining, 45-49. https://doi.org/10.1201/b13157-9.

2. Anisimov, O., Symonenko, V., Cherniaiev, O., & Shustov, O. (2018). Formation of safety conditions for development of deposits by open mining. E3S Web of Conferences60, 00016. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20186000016.

3. Halatchev, R. (2013). Owner-operator versus contractor production scheduling – a vision for the effective exploitation of Australian gold resources by surface mining. World gold conference in Brisbane, QLD. Retrieved from https://old.ausimm.com.au/worldgold2013/docs/worldgold2013_registration_brochure.pdf.

4. Afrapoli, A. M., & Askari-Nasab, H. (2019). Mining fleet management systems: a review of models and algorithms. International journal of mining reclamation and environment, (33), 42-60. https://doi.org/10.1080/17480930.2017.1336607.

5. Elahizeyni, E., Kakaie, R., & Yousefi, A. (2011). A new algorithm for optimum open pit design: Floating cone method III. Journal of Mining & Environment, 2/2, 118-125.

6. Moniri-Morad, A., Pourgol-Mohammad, M., Aghababaei, H., & Sattarvand, J. (2019). Capacity-based performance measurements for loading equipment in open pit mines. Journal of central south university, (26), 1672-1686. https://doi.org/10.1007/s11771-019-4124-5.

7. Morales, N., & Reyes, P. (2016). Increasing the value and feasibility of open pit plans by integrating the mining system into the planning process. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 116(7), 663-672. https://doi.org/10.17159/2411-9717/2016/v116n7a8.

8. Saavedra-Rosas, J., Jelvez, E., Amaya, J., & Morales, N. (2016). Optimizing open-pit block scheduling with exposed ore reserve. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 116(7), 655-662. https://doi.org/10.17159/2411-9717/2016/v116n7a7.

9. Samavati, M., Essam, D., Nehring, M., & Sarker, R. (2017). A local branching heuristic for the open pit mine production scheduling problem. European Journal of Operational Research257(1), 261-271. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2016.07.004.

10. Daduna, H., Krenzler, R., Ritter, R., & Stoyan, D. (2016). Heuristic approximation and computational algorithms for closed networks: A case study in open-pit mining. 2nd European Conference on Queueing Theory (ECQT), (119), 5-26. https://doi.org/10.1016/j.peva.2017.12.002.

11. Paricheh, M., & Osanloo, M. (2019). Concurrent open-pit mine production and in-pit crushing-conveying system planning. Engineering optimizationhttps://doi.org/10.1080/0305215X.2019.1678150.

12. Chaowasakoo, P., Seppala, H., Koivo, H., & Zhou, Q. (2017). Improving fleet management in mines: The benefit of heterogeneous match factor. European journal of operational research, (3), 1052-1065. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2017.02.039.

13. Chaowasakoo, P., Seppala, H., & Koivo, H. (2018). Age-based maintenance for a fleet of haul trucks. Journal of quality in maintenance engineering, (4), 511-528. https://doi.org/10.1108/JQME-03-2017-0016.

14. Dabbagh, A., & Bagherpour, R. (2019). Development of a Match Factor and Comparison of Its Applicability with Ant-Colony Algorithm in a Heterogeneous Transportation Fleet in an Open-Pit Mine. Journal of Mining Science, (55), 45–56. https://doi.org/10.1134/S1062739119015287.

15. Adams, K. K., & Bansah, K. J. (2016). Review of Operational Delays in Shovel-Truck System of Surface Mining Operations. th UMaT Biennial International Mining and Mineral Conference, 60-65. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/306060370_Review_of_Operational_Delaysin_ShovelTruck_System_of_Surface_Mining_Operations.

16. Abbaspour, H., Drebenstedt, C., & Dindarloo, S. R. (2018). Evaluation of safety and social indexes in the selection of transportation system alternatives (Truck-Shovel and IPCCs) in open pit mines. Safety science, (108), 1-12. https://doi.org/10.1016/j.ssci.2018.04.020.

17. Kuzmenko, S. V., Kaluzhnyi, Ye. S., Moldabayev, S. K., Shustov, O. O., Adamchuk, A. A., & Toktarov, A. A. (2019). Optimization of the position of the complexes of cyclic-flow technology in the refinement of deep iron ore quarries. Mining of Mineral Deposits13(3), 104-112. https://doi.org/10.33271/mining13.03.104.

18. Kalybekov, T., Rysbekov, K. B., Sandibekov, M. N., Zha­kyp­bek, Y., & Begymzhanova, Y. Y. (2020). The study of rational technology of reclamation of the mine-out quarry space. Journal of Advanced Research in Natural Sience, 9, 63-70. https://doi.org/10.26160/2572-4347-2020-9-63-70.

19. Moldabayev, S., Rysbaiuly, B., & Sultanbekova, Zh. (2013). Justification outlines steps mining steep deposits solution of the nonlinear programming. Mining of Mineral Deposits7, 241-246.

20. Moldabayev, S., Rysbaiuly, B., Sultanbekova, Zh., & Sarybayev, N. (2019). Methodological approach to creation of the 3D model of an oval-shaped open pit mine. E3S Web of Conferences, (123), 00013. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301049.

Следующие статьи из текущего раздела:

Посетители

3230658
Сегодня
За месяц
Всего
57
17261
3230658

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Авторам и читателям требования к авторам RusCat Архив журнала 2020 Содержание №4 2020 Апробация технологии эффективного применения экскаваторно-автомобильных комплексов в глубоких карьерах