Эффективность применения экскаваторов на карьерах Узбекистана

О.У. Хамидов, Д.А. Шибанов, П.В. Шишкин, В.О. Колпаков
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г.Санкт-Петербург, Российская Федерация
Горная Промышленность №5 / 2024 стр.135-142

Резюме: В статье приводится анализ оценки эффективности карьерных экскаваторов на примере горнодобывающих предприятий Республики Узбекистан. В качестве критерия оценки используется показатель целевой производительности, методика определения которой учитывает негативное влияние факторов эксплуатации на величину потерь производительности в базовых условиях эксплуатации. В качестве влияющих факторов рассмотрены климатические факторы, горно-геологические и горнотехнические условия, организация ведения горных работ, качество подготовки забоя и горной массы, эргатический фактор управления, техническое обслуживание и ремонт. Для корректировки величины потерь в заданных условиях эксплуатации введен коэффициент весомости влияющего фактора. Значение коэффициента весомости обосновывается на основе многолетних наблюдений за специфическими особенностями условий и режимов эксплуатации, технического обслуживания и ремонта экскаваторов на карьерах Узбекистана, экспертного мнения и данных открытых источников информации. Построена лучевая диаграмма коэффициента сохранения эффективности экскаватора ЭКГ-20К, как широко используемого в рамках обновления экскаваторного парка предприятий Узбекистана, для наихудшего сценария и для карьеров Кальмакир, Ёшлик и Мурунтау. В результате оценен достижимый уровень целевой производительности ЭКГ-20К для рассмотренных карьеров.

Ключевые слова: карьерный экскаватор, эксплуатация, влияющие факторы, эргатическая система, эргатический фактор управления

Для цитирования: Хамидов О.У., Шибанов Д.А., Шишкин П.В., Колпаков В.О. Эффективность применения экскаваторов на карьерах Узбекистана. Горная промышленность. 2024;(5):135–142. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5-135-142

Информация о статье

Поступила в редакцию: 02.08.2024

Поступила после рецензирования: 27.08.2024

Принята к публикации: 19.09.2024

Информация об авторах

Хамидов Ойбек Улугбек угли – аспирант кафедры машиностроения, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация

Шибанов Даниил Александрович – кандидат технических наук, доцент кафедры машиностроения, СанктПетербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Шишкин Павел Витальевич – кандидат технических наук, заместитель декана механико-машиностроительного факультета, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-6215-158X

Колпаков Владимир Олегович – студент кафедры машиностроения, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация

Список литературы

1. Иванов С.Л., Иванова П.В., Кувшинкин С.Ю. Оценка наработки карьерных экскаваторов перспективного модельного ряда в реальных условиях эксплуатации. Записки Горного института. 2020;242:228–233. https://doi.org/10.31897/PMI.2020.2.228 Ivanov S.L., Ivanova P.V., Kuvshinkin S.Y. Promising model range career excavators operating time assessment in real operating conditions. Journal of Mining Institute. 2020;242:228–233. (In Russ.) https://doi.org/10.31897/PMI.2020.2.228

2. Корогодин А.С., Иванов С.Л. Техническое обслуживание и ремонт цапф барабанной мельницы плавучего комплекса горного оборудования. Устойчивое развитие горных территорий. 2023;15(2):760–770. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2023-15-3-760-770 Korogodin A.S., Ivanov S.L. Maintenance and repair of drum mill trunnions of a floating mining equipment complex. Sustainable Development of Mountain Territories. 2023;15(2):760–770. (In Russ.) https://doi.org/10.21177/1998-4502-2023-15-3-760-770

3. Теплякова А.В., Азимов А.М., Алиева Л., Жуков И.А. Обзор и анализ технических решений для повышения долговечности и улучшения технологичности элементов ударных узлов бурильных машин. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(9):120–132. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_9_0_120 Teplyakova A.V., Azimov A.M., Alieva L., Zhukov I.A. Improvement of manufacturability and endurance of percussion drill assemblies: review and analysis of engineering solutions. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2022;(9):120–132. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_9_0_120

4. Иванова П.В., Асонов С.А., Иванов С.Л., Кувшинкин С.Ю. Анализ структуры и надежности современного парка карьерных экскаваторов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017;(7):51–57. Режим доступа: https:// giab-online.ru/files/Data/2017/7/51_57_7_2017.pdf (дата обращения: 13.05.2024). Ivanova P.V., Asonov S.A., Ivanov S.L., Kuvshinkin S.Yu. Analysis of structure and reliability of modern fleet of mine shovels. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2017;(7):51–57. (In Russ.) Available at: https://giab-online.ru/files/Data/2017/7/51_57_7_2017.pdf (accessed: 13.05.2024).

5. Бобобеков О.К. Факторы, влияющие на производительность дорожно-строительных и коммунальных машин. Вестник гражданских инженеров. 2015;(6):180–184. Bobobekov O.K. Factors affecting the performance of the road building and communal machines. Bulletin of Civil Engineers. 2015;(6):180–184. (In Russ.)

6. Ахмадов А., Мельникова Т.Е., Тоштемиров У.Т. Анализ микроклиматических условий карьера Кальмакыр. Евразийский журнал академических исследований. 2022;(2):1207–1216. https://doi.org/10.5281/zenodo.7393333 Akhmadov A., Melnikova T.E., Toshtemirov U.T. Analysis of microclimatic conditions of the Kalmakyr open pit mine. Eurasian Journal of Academic Research. 2022;(2):1207–1216. (In Russ.) https://doi.org/10.5281/zenodo.7393333

7. Агагена А., Михайлов А.В. Влияние железорудной пыли на изнашивание поверхности штоков гидроцилиндров карьерного экскаватора. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(11-1):5–23. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_111_0_5 Agaguena A., Mikhailov A.V. Iron ore dust influence on the wear surface of quarry excavator hydraulic cylinder rods. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023;(11-1):5–23. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_111_0_5

8. Петросов Ю.Э., Петросова Л.И. Разработка глубоких горизонтов рудных карьеров высокими уступами. LAP Lambert Academic Publishing; 2018. 73 с.

9. Erwanda R., Ridwan A.Y., Muttaqin P.S. Optimization of heavy equipment costs in coal mining overburden production using match factor and linear programming. In: Proceedings of the Conference on Broad Exposure to Science and Technology 2021 (BEST 2021). Atlantis Press; 2022, pp. 323–331. https://doi.org/10.2991/aer.k.220131.049

10. Кириллов А.О., Кузьмина Л.М., Терехин Е.П. Новый ковш экскаватора ЭКГ-15 для работы на перегрузочных пунктах глубоких карьеров. В кн.: Иванцова Е.Н., Уваров В.М. (ред.) Молодежь и научно-технический прогресс: сб. докл. 26-й междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. г. Губкин, 6 апр. 2023 г. Губкин; Старый Оскол: Ассистент плюс; 2023. Т. 1. С. 55–60.

11. Бирюков А.Н., Таутиев И.М. Оптимизация процесса взаимодействия средств механизации при проведении демонтажных работ. В кн.: Карпухина О.И. (ред.) Фундаментальные, поисковые и прикладные исследования РААСН по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации в 2021 году: сб. науч. тр. РААСН. М.: Издательство АСВ; 2022. Т. 2. С. 49–57.

12. Кумыкова Т.М., Кумыков В.Х. Методика формирования погрузочно-транспортного комплекса глубоких карьеров полиметаллических руд. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017;(4):105–116. Kumykova T.M., Kumykov V.Kh. Method of shaping loading-and-transportation system in deep open pit complex ore mines. Fiziko-Texhnicheskiye Problemy Razrabbotki Poleznykh Iskopaemykh. 2017;(4):105–116. (In Russ.)

13. Мирсаидов Г.М., Салямов Р.Д., Вдовин А.А. Организация работы транспорта на руднике «Кальмакыр». Горный журнал. 2009;(S1):36–37. Mirsaidov G.M., Salyamov R.D., Vdovin A.A. Organization of transport operation at the Kalmakyr mine. Gornyi Zhurnal. 2009;(S1):36–37. (In Russ.)

14. Донской В.М., Шипилин В.А., Шибанов Д.А., Мельников Д.А. Экскаватор карьерный гусеничный ЭКГ-20К. Руководство по эксплуатации. Колпино: ООО «ИЗ-КАРТЭКС имени П.Г. Коробкова», 2013. Т. 1. 113 с.

15. Саадун А., Фредж М., Букарм Р., Хаджи Р. Анализ дробления с использованием цифровой обработки изображений и эмпирической модели (KuzRam): сравнительное исследование. Записки Горного института. 2022;257:822–832. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.84 Saadoun A., Fredj M., Boukarm R., Hadji R. Fragmentation analysis using digital image processing and empirical model (KuzRam): a comparative study. Journal of Mining Institute. 2022;257:822–832. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.84

16. Маринин М.А., Рахманов Р.А., Аленичев И.А., Афанасьев П.И., Сушкова В.И. Изучение влияния гранулометрического состава взорванной горной массы на производительность экскаватора WK-35. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(6):111–125. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_6_0_111 Marinin M.A., Rakhmanov R.A., Alenichev I.A., Afanasyev P.I., Sushkova V.I. Effect of grain size distribution of blasted rock on WK-35 shovel performance. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023;(6):111–125. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_6_0_111

17. Носиров У.Ф., Усмонова Х.С.К. Научное обоснование буровзрывных работ на больших высотах в условиях Кальмакыр кони. Oriental renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences. 2021;1(4):364–368. Nosirov U.F., Usmonova Kh.S.K. Scientific justification of drilling and blasting operations at high altitudes in conditions of the Kalmakyr mine. Oriental renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences. 2021;1(4):364–368. (In Russ.)

18. Махмудов Д.Р., Петросов Ю.Э. Технология производства буровзрывных работ на глубоких карьерах Узбекистана. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017;(5):331–336. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2017/5/331_336_5_2017.pdf (accessed: 13.05.2024). Makhmudov D.R., Petrosov Yu.E. Drilling-and-blasting technology in open pit mines in Uzbekistan. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2017;(5):331–336. (In Russ.) Available at: https://giab-online.ru/files/Data/2017/5/331_336_5_2017. pdf (дата обращения: 13.05.2024).

19. Петросова Л.И. Повышение эффективности и безопасности управления карьерным рудопотоком с использование спутниковых навигационных систем GPS. В кн.: Дальневосточная весна – 2018: материалы 16-й Междунар. науч.-практ. конф. по проблемам экологии и безопасности, г. Комсомольск-на-Амуре, 27 апр. 2018 г. Комсомольск-на-Амуре: КнАГУ; 2018. С. 186–187.

20. Ivanov S., Knyazkina V., Myakotnykh A. Recording gear-type pump acoustic signals for assessing the hydraulic oil impurity level in a hydraulic excavator transmission. E3S Web of Conferences. 2021;326:00014. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202132600014

21. Tubis A., Werbińska-Wojciechowska S., Sliwinski P., Zimroz R. Fuzzy risk-based maintenance strategy with safety considerations for the mining industry. Sensors. 2022;22(2):441. https://doi.org/10.3390/s22020441

22. Аленичев И.А., Рахманов Р.А. Исследование эмпирических закономерностей сброса горной массы взрывом на свободную поверхность уступа карьера. Записки Горного института. 2021;249:334–341. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.3.2 Alenichev I.A., Rakhmanov R.A. Empirical regularities investigation of rock mass discharge by explosion on the free surface of a pit bench. Journal of Mining Institute. 2021;249:334–341. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.3.2

23. Шишков Р.И., Федорин В.А. Обоснование вскрытия и подготовки модульного шахтоучастка при комбинированном способе добычи угля в Кузбассе на примере ШУ «Байкаимская». Записки Горного института. 2020;243:293–298. https://doi.org/10.31897/PMI.2020.3.293 Shishkov R.I., Fedorin V.A. Justification of stripping and development of a modular mine site for a combined coal mining method in Kuzbass on the example Baikaimskaya mine site. Journal of Mining Institute. 2020;243:293–298. https://doi.org/10.31897/PMI.2020.3.293

24. Семыкина, И.Ю., Кипервассер М.В., Герасимук А.В. Исследование токов привода подъема мостовых кранов металлургических предприятий для раннего диагностирования превышения массы груза. Записки Горного института. 2021;247:122–131. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.1.13 Semykina I.Y., Kipervasser M.V., Gerasimuk A.V. Study of drive currents for lifting bridge cranes of metallurgical enterprises for early diagnosis of load excess weight. Journal of Mining Institute. 2021;247:122–131. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.1.13

25. Иванов С.Л. Изменение наработки современных отечественных экскаваторов ЭКГ от условий их функционирования. Записки Горного института. 2016;221:692–700. https://doi.org/10.18454/PMI.2016.5.692 Ivanov S.L. Changes in operating time of modern domestic EKG exсavators in dependence of their functioning conditions. Journal of Mining Institute. 2016;221:692–700. https://doi.org/10.18454/PMI.2016.5.692

26. Москвичев В.В., Ковалев М.А. Оценка показателей эксплуатационной надежности карьерных канатных экскаваторов. Транспортные системы и технологии. 2020;6(4):25–44. https://doi.org/10.17816/transsyst20206425-44 Moskvichev V.V., Kovalev M.A. Assessment of operational reliability indicators of pit rope-operated excavators. Transportation Systems and Technology. 2020;6(4):25–44. (In Russ.) https://doi.org/10.17816/transsyst20206425-44

27. Дубинкин Д.М., Садовец В.Ю., Котиев Г.О., Карташов А.Б. Исследование процесса транспортирования вскрышных пород и угля на разрезах. Техника и технология горного дела. 2019;(4):50–66. https://doi.org/10.26730/2618-7434-2019-4-50-66 Dubinkin D.M., Sadovets V.Yu., Kotiev G.O., Kartashov A.V. Overburden and coal transportation research at open pit mines. Journal of Mining and Geotechnical Engineering. 2019;(4):50–66. https://doi.org/10.26730/2618-7434-2019-4-50-66

28. Annakulov T., Gaibnazarov S., Askarov A., Mamadieva L. Prospects for the use of cyclic-flow technology for the transportation of rocks at the Yoshlik-1 quarry of JSC Almalyk mining and metallurgical combine. E3S Web of Conferences. 2023;414:06007. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202341706007

29. Пумпур Е.В., Князькина В.И., Сафрончук К.А., Иванов С.Л. Оценка факторов влияния на выбор стратегии технического обслуживания экскаваторов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;(S41):3–19. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-12-41-3-19 Pumpur E.V., Knyazkina V.I., Safronchuk K.A., Ivanov S.L. Аssessment of the influence factors on the choice of the maintenance strategy for excavators. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2019;(S41):3–19. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-12-41-3-19

30. Лукашук О.А., Летнев К.Ю., Комиссаров А.П. Определение режимов работы двигателей главных механизмов одноковшового экскаватора. Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2017;(5):52–58. Lukashuk O.A., Letnev K.Iu., Komissarov A.P. The modes of operation determination of the main mechanisms engines of a power shovel. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Gornyi Zhurnal. 2017;(5):52–58.

31. Комиссаров А.П., Лагунова Ю.А., Набиуллин Р.Ш., Хорошавин С.А. Цифровая модель процесса экскавации горных пород рабочим оборудованием карьерного экскаватора. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(4):156–168. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_4_0_156 Komissarov A.P., Lagunova Yu.A., Nabiullin R.Sh., Khoroshavin S.A. Digital model of shovel work process. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2022;(4):156–168. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_4_0_156

32. Yu X., Pang X., Zou Z., Zhang G., Hu Y., Dong J., Song H. Lightweight and high-strength design of an excavator bucket under uncertain loading. Mathematical Problems in Engineering. 2019;2019:190819. https://doi.org/10.1155/2019/3190819

33. Салимов А.Э., Шибанов Д.А., Иванов С.Л. Риски отказов карьерного экскаватора, связанные с его техническим обслуживанием и ремонтом. Горная промышленность. 2024;(2):97–102. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-2-97-102 Salimov A.E., Shibanov D.A., Ivanov S.L. Failure risks of mine excavator associated with its maintenance and repair. Russian Mining Industry. 2024;(2):97–102. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-2-97-102

34. Габов В.В., Задков Д.А., Нгуен В.С., Хамитов М.С., Молчанов В.В. К проблеме совершенствования рабочего инструмента горных выемочных машин. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(6-2):205–222. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_62_0_205 Gabov V.V., Zadkov D.A., Nguyen V.X., Hamitov M.S., Molchanov V.V. To the problem of improvement the working tools of mining excavation machines. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2022;(6-2):205–222. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_62_0_205

35. Демина Г.А. Горная техника Группы Газпромбанка: Уралмашзавода и ИЗ КАРТЭКС – на горнодобывающих предприятиях Узбекистана. Горная промышленность. 2017;(4):40–42. Demina G.A. Mining equipment of the Gazprombank Group: Uralmashzavod and IZ KARTEX, at mining operations in Uzbekistan. Russian Mining Industry. 2017;(4):40–42. (In Russ.)