"Флотент Кемикалс Рус"
Узнать больше Свернуть
Развернуть

ООО "Флотент Кемикалс Рус" специализируется на рациональном подборе, разработке, производстве и поставке для своих клиентов качественных реагентов для водоподготовки, очистки сточных вод, металлургии (реагентов для горнодобывающей промышленности (редкоземельные и драгоценные металлы), обогащения угля и многого другого.

Подробнее Свернуть
Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите
Ctrl + Enter
Поделиться:
Вы уже голосовали

Дистанционный сбор данных горного оборудования на малом карьере

31.10.2022

Пионерами внедрения автоматизированного сбора данных о работе подвижных горных машин в карьерах стали крупные зарубежные предприятия. Для горнодобывающей промышленности такие решения предлагают Modular Mining [1] и Wenco International Mining Systems [2]. Roy Hill [3] на одном из рудников по добыче железной руды в Австралии применил сквозную цифровизацию рабочих процессов.

Показательным примером использования цифровых технологий в горной отрасли может служить также Vale Brazil [4] в Бразилии, третья по величине горнодобывающая компания и мировой лидер в железорудном бизнесе.

В России цифровизацию открытых горных работ предлагает ГК «Цифра» [5]. На золоторудных предприятиях Олимпиадинского и Наталкинского ГОКов (золотодобывающая компания «Полюс») и на месторождениях Таборный и Гросс (Nord Cold) успешно эксплуатируются системы Wenco.

Если факты успешного внедрения автоматизированного сбора данных о работе горных машин на крупных карьерах достаточно известны, то о применении в России этой современной технологии на малых карьерах с машинами небольшой мощности у авторов настоящей статьи сведений нет.
В 2017 году компания «Микросет» [6] приняла решение о внедрении этой технологии на небольшом карьере по добыче россыпного золота на одном из месторождений Магаданской области.

Принятию такого решения способствовали собственные разработки компании и пороговое снижение стоимости технологий для дистанционного сбора данных с передвижных горных машин. Горнотехнические особенности карьера состоят в том, что при небольшой глубине отработки (до 15 м) площадь, охваченная горными работами, превышает 2 км2.

Причём добычные участки карьера разбросаны по всей его площади. Управление горными работами в «ручном режиме» в таких условиях имеет низкую эффективность.

Важным стимулом к выбору этого карьера явилась и активная заинтересованность во внедрении новой технологии Ю. И. Бабия, директора ООО «Гран», в структуру которого входил выбранный карьер.

Структура внедрённого комплекса автоматизированного сбора данных по горнотранспортному оборудованию представлена на рисунке 1.

Рис. 1 – Блок-схема комплекса автоматизированного сбора данных на площади горных работ
Рис. 1 – Блок-схема комплекса автоматизированного сбора данных на площади горных работ

Комплекс сбора данных включает:

  • сеть Wi-Fi;
  • камеры видеонаблюдения, установленные на горной технике и на стационарных объектах (всего 80 шт.), на рисунке 2 показана видеокамера, закреплённая на капоте бульдозера Д375А;
  • GPS-контроллеры на всех горных машинах и вспомогательном автотранспорте (всего 80 шт.);
  • систему учёта заправок оборудования дизельным топливом, установленную на автотопливозаправщиках;
  • модули оценки эффективности работы (МОЭР) горной техники, установленные на каждый экскаватор, тяжёлый бульдозер и погрузчик (всего 15 шт.);
  • диспетчерскую.
Дистанционный сбор данных горного оборудования на малом карьере
Рис. 2 – Видеокамера прямого вида, укреплённая на капоте бульдозера Д375А

Диспетчерское программное обеспечение имеет следующие возможности:

  1. Вывод на экраны изображения с камер, установленных на горной технике, в реальном времени и из архива, вывод на экраны видео со стационарных камер в реальном времени и из архива.
  2. Вывод на экран видео и данных с МОЭР, установленных на технике.
  3. Вывод на экран и на печать следующих результатов мониторинга предприятия, а именно модулей:
  • формирования наряд-заданий, путевых листов;
  • учёта заправок;
  • технического обслуживания техники по адаптивным моточасам;
  • предаварийных ситуаций с двигателями внутреннего сгорания в реальном времени;
  • формирования графиков и отчётов о работе горного предприятия с текущими и архивными данными за любой период;
  • расчёта себестоимости перемещения 1 м3 горной массы по каждой единице техники, каждому участку работ, по горному предприятию в целом.

Всего средствами дистанционного сбора данных на предприятии были оснащены следующие единицы подвижного оборудования:

  • бульдозер-рыхлитель Д375А (4 шт.);
  • экскаватор гидравлический «обратная лопата» с вместимостью ковша 1 м3 (5 шт.);
  • экскаватор гидравлический «обратная лопата» с вместимостью ковша 1,5 м3 (1 шт.);
  • колёсный погрузчик WA-420 с вместимостью ковша 3,0 м3 (1 шт.);
  • автосамосвал FAW грузоподъёмностью 22 т (КНР) — 3 шт.;
  • автосамосвал Shacman грузоподъёмностью 20 т (КНР) — 6 шт.;
  • автосамосвал КамАЗ грузоподъёмностью 20 т — 8 шт.

В диспетчерском пункте в режиме реального времени отображаются все показатели работы машин (чистое время и вид работы, продолжительность простоев, производительность, скорость движения, расход дизтоплива, выявление предаварийных ситуаций с двигателем и проч.). На основе этой информации диспетчер карьера принимает оперативное управленческое решение, позволяющее либо устранить возникший сбой в работе карьера, либо снизить его отрицательное воздействие.

Не менее важной задачей является получение достоверной информации для расчёта себестоимости разработки и перемещения 1 м3 горной массы по прямым затратам. Этот показатель является основным при решении различных технико-экономических задач.
В общем виде себестоимость процесса по прямым затратам (С) рассчитывается по выражению

С=З/( V), руб./м3,

где З — прямые затраты машины на выполнение операции в единицу времени, руб.;
V — объём горной массы, обработанной машиной за эту же единицу времени, м3.

Дистанционный сбор данных о работе техники и бухгалтерские отчёты предприятия, касающиеся её обслуживания, значительно облегчают выполнение экономических расчётов и повышают их точность.

В зарубежной практике прямые затраты машины в единицу времени (3) названы «издержками владения и эксплуатационными расходами» для машины за один час её эксплуатации [7]. Такой подход к расчёту экономических показателей принят нами и привязан в дальнейшем к данным, получаемым дистанционным способом.

Для российских условий «издержки владения» могут быть представлены амортизацией, величиной лизинговых отчислений или размером арендной платы за машину. В нашей работе в качестве единицы времени приняты 24 календарных часа (машино-сутки). Суточный период учитывает все виды внутрисменных простоев и является при дальнейших экономических расчётах более представительным.

«Эксплуатационные расходы» по машине за сутки надёжнее определять не по нормативам, а по реальным затратам. Так, затраты на заработную плату, техническое обслуживание (ТО), гусеницы и катки, коронки и ножи для бульдозерных отвалов, шины для колёсной техники фиксируются бухучётом предприятия, а затраты на дизельное топливо принимаются на основании дистанционного сбора данных.

В таблице 1 приведён ход расчёта себестоимости машино-суток применяемого на предприятии горнотранспортного оборудования по прямым затратам. При расчётах приняты следующие условия.

Таблица 1. — Расчёт себестоимости машино-суток оборудования по прямым затратам.
  1. Использованы ежесуточные показатели каждой машины за август-октябрь 2020 и 2021 годов (92 дня).
  2. Во избежание загромождения статьи избыточным цифровым материалом данные приведены в усредненном виде не по каждой машине, а по их типам.
  3. При расчёте величины суточной амортизации количество суток работы машин в сезоне принято равным 240, а срок их службы — 7 лет.

Данные о производительности машин (V) снимались с периодичностью три секунды. Эта информация поступала на «ленту событий», автоматически обрабатывалась и выдавалась в виде средних за сутки показателей.

Во всех представленных ниже таблицах показателей горных машин их производительность приведена для породы в целиковом состоянии. Так как при дистанционном сборе данных объём породы измерялся в разрыхлённом виде, то при определении производительности машин вводился коэффициент разрыхления 1,3.

Ниже приведены полученные технико-экономические показатели горных машин.

Бульдозеры Д-375А, 3 шт.

Из трёхмесячных наблюдений выделены дни, когда бульдозеры занимались основной для них работой  — это рыхление мёрзлого массива и перемещение разрыхленных пород в бурт. В  таблице 2 приведены средне-суточные показатели за период наблюдений, который составлял от 30 суток для бульдозера № 2 до 67 суток для № 6.

Таблица 2. — Показатели бульдозеров-рыхлителей Д-375А.

За период наблюдений менялись механические свойства пород на различных полигонах, глубина талого слоя при рыхлении, дальности перемещения разрыхлённого слоя (от 20 до 60 м) и другие условия. В связи с этими обстоятельствами «красивые» закономерности получить не удалось, но в целом технико-экономические показатели представляются реальными и достаточно обоснованными.

К этим показателям можно отнести:

  • суточную производительность на двух совмещаемых и одновременно выполняемых операциях — рыхлении и перемещении породы в бурт — 2 859 м3/сут.;
  • себестоимость рыхления и перемещения 1 м3 породы (при среднем расстоянии перемещения 31 м) — 37,6 руб./м3.

Гидравлические экскаваторы

Получена и обработана информация по четырём экскаваторам с ковшом 1 м3 и по одному экскаватору с ковшом 1,5 м3. В обработку включены только те сутки, когда экскаваторы работали на загрузке автосамосвалов и не отвлекались на другие работы (таблица 3).

Таблица 3. —Показатели гидравлических экскаваторов «обратная лопата» на загрузке автосамосвалов.

По всем показателям «выигрывает» экскаватор с ковшом 1,5 м3 перед меньшими экскаваторами:

  • суточная производительность больше на 44%;
  • количество загружаемых автосамосвалов за сутки больше также на 44%;
  • себестоимость погрузки 1 м3 породы в автосамосвал меньше на 28%.

Автосамосвалы

Практически все автосамосвалы за период наблюдений (3 месяца) находились в работе.

Среднесуточные показатели работы автосамосвалов за этот период представлены в таблице 4.

Таблица 4. — Средние показатели автосамосвалов за август, сентябрь и октябрь.

Из таблицы 4 следует, что худшие показатели у автосамосвала КамАЗ. Если сравнивать два одинаковых по грузоподъёмности автосамосвала, КамАЗ и  Shacman, то КамАЗ уступает конкуренту по следующим позициям:

  • по количеству выполненных за сутки м3*км — 23%;
  • по объёму перевозимой породы за один рейс — 8%;
  • по средней скорости передвижения 18%;
  • по себестоимости перевозки 1 м3 — 17% (с учётом разницы в дальности транспортировки).

Хорошие показатели продемонстрировал 23-тонный автосамосвал FAW (3 шт.).

Так, все перечисленные выше показатели у FAW значительно лучше, чем у Shacman, а себестоимость перевозки 1 м3 горной массы на 60% ниже, чем у КамАЗа, хотя дальность транспортировки у КамАЗов была меньше на 12%.

В результате наблюдений получена зависимость себестоимости транспортировки 1 м3 горной массы от расстояния для трёх указанных марок автосамосвалов (Рис. 3). В приведённый график вошли самые разнообразные условия работы карьера, например, перевозка песков из верховий ручьев в  долинную часть к промприбору на расстояние более 1,5 км.

Рис. 3. — Зависимость себестоимости перевозки горной массы автосамосвалами 
от дальности транспортировки(точка на графике соответствует суточному показателю)
Рис. 3. — Зависимость себестоимости перевозки горной массы автосамосвалами
от дальности транспортировки(точка на графике соответствует суточному показателю)

Выводы

Удалось разработать и успешно внедрить комплекс автоматизированного сбора данных по горнотранспортному оборудованию на малом карьере в суровых условиях Крайнего Севера.

Получены важные показатели технико-экономического характера по типам машин, позволяющие принимать эффективные управленческие решения.

Источники информации:

  1. https://www.modularmining.com
  2. https://www.wencomine.com/
  3. https://www.royhill.com.au/ouroperation/our-smart-mine/
  4. http://www.vale.com/brasil/ EN/business/mining/Pages/default.aspx
  5. https://www.zyfra.com/ru/
  6. http://b2mine.com
  7. Технико-экономические характеристики машин компании Caterpillar. Справочник. Издание 3. — США, 2007.

Текст: Ю. И. Бабий, директор ООО «Гран»; В. И. Москалевич, генеральный директор ООО «Микросет»; В. Г. Пятаков, д-р техн. наук, гл. науч. сотр., АО «Иргиредмет»


Поделиться:
Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №5, 2022
Еще по теме

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спецпроекты
Уголь России и Майнинг 2022
Проект «Уголь России и Майнинг – 2022» глазами dprom.online. Обзор XXX Международной специализированной выставки в Новокузнецке: обзоры техники,...
MiningWorld Russia 2022
Обзор технических решений для добычи, обогащения и транспортировки полезных ископаемых, представленных на площадке МВЦ «Крокус Экспо» в Москве....
Рудник Урала
Главные события выставки «Рудник Урала» в рамках спецпроекта dprom.online. Полный обзор мероприятия: «живые» материалы об участниках и их решениях -...
В помощь шахтёру
Путеводитель по технике и технологиям, которые делают работу предприятий эффективной и безопасной.
Уголь России и Майнинг 2021 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online, посвящённый международной выставке «Уголь России и Майнинг 2021» в Новокузнецке. Репортажи со стендов компаний-участников,...
Mining World Russia 2021 | Обзор выставки
Спецпроект MiningWorld Russia 2021: в прямом контакте. Читайте уникальные материалы с крупной отраслевой выставки международного уровня, прошедшей...
День Шахтёра 2020
В последнее воскресенье августа свой праздник отмечают люди, занятые в горной добыче. В День шахтёра 2020 принимают поздравления профессионалы своего...
Уголь России и Майнинг 2019
Спецпроект dprom.online: следите за выставкой в режиме реального времени.

Ежедневно: репортажи, фотоотчеты, обзоры стендов участников и релизы с...

COVID-2019
Спецпроект DPROM-НОНСТОП. Актуальные задачи и современные решения. Достижения и рекорды. Мнения и прогнозы. Работа отрасли в условиях новой...
Mining World Russia 2020 | Репортаж и обзор участников выставки
Международная выставка в Москве Mining World Russia 2020 – теперь в онлайн-режиме. Показываем весь ассортимент машин и оборудования для добычи,...
популярное на сайте
Подпишитесь на Телеграм-канал "Добывающая промышленность" Свернуть

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.