Обоснование решений по совершенствованию вентиляторных установок и подъемных машин на основе оценки энергоэффективности их работы в условиях реконструкции рудника «Молибден»
- Авторы: Клюев Р.В.1
-
Учреждения:
- Московский политехнический университет
- Выпуск: Том 10, № 1 (2025)
- Страницы: 84-94
- Раздел: ЭНЕРГЕТИКА, АВТОМАТИЗАЦИЯ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ
- URL: https://ogarev-online.ru/2500-0632/article/view/350730
- DOI: https://doi.org/10.17073/2500-0632-2024-10-362
- ID: 350730
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Экономическая эффективность высокопроизводительных горных предприятий во многом определяется от обоснования режимов работы наиболее энергоемких машин и установок, каковыми являются вентиляторные установки и подъемные машины. Система вентиляции рудников не только обеспечивает безопасность, но и способствует оптимизации производственных процессов. Целью работы является анализ работы вентиляторных установок главного проветривания и подъемных установок рудника, а также разработка мероприятий по обеспечению рациональных режимов их работы с целью повышения энергоэффективности и снижения эксплуатационных затрат. В работе описаны методы расчета систем проветривания, включая аналитические, численные и методы моделирования, которые используются для обеспечения достаточного воздухообмена, удаления вредных газов и пыли, а также контроля температуры и влажности в подземных выработках. Выявлено, что вентиляторные установки работают неэффективно, с завышенным удельным расходом электроэнергии. В связи с этим предложены мероприятия по замене электродвигателей, что позволит снизить энергопотребление и эксплуатационные затраты. Расчеты показывают, что экономический эффект от замены двигателей составит 4,9 млн руб. На основе анализа реальных характеристик подъемных установок рудника проведен проверочный расчет мощности электродвигателей подъемных машин. Отмечено, что для повышения эффективности подъемных систем необходимо использовать современные многоканатные установки с уравновешенной конструкцией. Предложены меры по загрузке технологического оборудования, что позволит снизить удельный расход электроэнергии на добычу руды. Анализ данных за 8 лет показал обратную корреляцию между объемом добычи руды и удельным расходом электроэнергии. Увеличение производительности на 10–15 % снижает удельный расход энергии на 2–5 %. Исключение периодов низкой загрузки оборудования и внедрение автоматизированных систем управления позволят повысить эффективность установок в целом. Результаты исследования применимы для других горнодобывающих предприятий с аналогичными условиями эксплуатации, особенно при глубокой разработке месторождений.
Об авторах
Р. В. Клюев
Московский политехнический университет
Email: kluev-roman@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-3777-7203
Список литературы
Баловцев С. В. Аэрологические риски высших рангов в угольных шахтах. Горные науки и технологии. 2022;7(4):310–319. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-08-18 Пелипенко М. В., Баловцев С. В., Айнбиндер И. И. К вопросу комплексной оценки рисков аварий на рудниках. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;(11):180–192. https://doi.org/25018/0236-1493-2019-11-0-180-192 Liu J., Ma Q., Wang W. et al. Risk level assessment and co prediction of underground mines for poisoning and asphyxiation accidents. Sustainability (Switzerland). 2022;14(24):16640. https://doi.org/10.3390/su142416640 Brigida V. S., Zinchenko N. N. Methane release in drainage holes ahead of coal face. Journal of Mining Science. 2014;50:60–64. https://doi.org/10.1134/S1062739114010098 Dzhioeva A. K., Brigida V. S. Spatial non-linearity of methane release dynamics in underground boreholes for sustainable mining. Journal of Mining Institute. 2020;245:522–530. https://doi.org/10.31897/PMI.2020.5.3 Semin M., Kormshchikov D. Application of artificial intelligence in mine ventilation: a brief review. Frontiers in Artificial Intelligence. 2024;7:1402555. https://doi.org/10.3389/frai.2024.1402555 Du D., Lei W., Li X., Li Z. Research on simulation and optimization of complex ventilation system in multiple level of Shaxi copper mine. Journal of Applied Science and Engineering. 2024;27(10):3283–3293. https://doi.org/10.6180/jase.202410_27(10).0002 Wang J., Xiao J., Xue Y. et al. Optimization of airflow distribution in mine ventilation networks using the modified sooty tern optimization algorithm. Mining, Metallurgy and Exploration. 2024;41(1):239–257. https://doi.org/10.1007/s42461-023-00895-y Семин М. А., Попов М. Д. Теоретический анализ влияния распределенных тепловых источников на устойчивость течения воздуха в наклонных горных выработках. Устойчивое развитие горных территорий. 2024;16;3(61):1374–1383. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2024-16-3-1374-1383 Босиков И. И., Клюев Р. В., Силаев И. В., Стась Г. В. Комплексная оценка трудноформализуемых вентиляционно-технологических процессов на угольных шахтах. Устойчивое развитие горных территорий. 2023;15(3):516–527. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2023-15-3-516-527 Li S., Huang Y., Qiu G. et al. Research and application of dust removal performance optimization of exhaust ventilation system in fully-mechanized excavation rock tunnel. Tunnelling and Underground Space Technology. 2025;155:106160. https://doi.org/10.1016/j.tust.2024.106160 Chen J., Zhi Y. Experimental study on the dust control performance of rotating fog curtain under the perturbation of long-pressure and short-pumping ventilation. Scientific Reports. 2024;14(1):29844. https://doi.org/10.1038/s41598-024-81560-2 Босиков И. И., Клюев Р. В., Майер А. В., Стась Г. В. Разработка метода анализа и оценки оптимального состояния аэрогазодинамических процессов на угольных шахтах. Устойчивое развитие горных территорий. 2022;14(1):97–106. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2022-14-1-97-106 Валиев Н. Г., Голик В. И., Габараев О. З., Лебзин М. С. Алгоритм определения эффективности комбинирования технологий добычи металлов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(11–2):52–62. https://doi.org/10.25018/0 236_1493_2022_112_0_52 Nevskaya M. A., Raikhlin S. M., Chanysheva A. F. Assessment of energy efficiency projects at russian mining enterprises within the framework of sustainable development. Sustainability (Switzerland). 2024;16(17):7478. https://doi.org/10.3390/su16177478 Петров В. Л., Кузнецов Н. М., Морозов И. Н. Управление спросом на электроэнергию в горнопромышленном секторе на основе интеллектуальных электроэнергетических систем. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(2):169–180. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_2_0_169 Giraud L., Galy B. Fault tree analysis and risk mitigation strategies for mine hoists. Safety Science. 2018;110(Part A):222-234. https://doi.org/10.1016/j.ssci.2018.08.010 Klyuev R., Bosikov I., Gavrina O. et al. Improving the energy efficiency of technological equipment at mining enterprises. Advances in Intelligent Systems and Computing. 2021;1258:262-271. https://doi.org/10.1007/978-3-030-57450-5_24 Shchemeleva Y. B., Sokolov A. A., Labazanova S. H. Development of hardware and a system for analyzing energy parameters based on simulation in SimInTech. Journal of Physics: Conference Series. 2022;012082. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2176/1/012082 Pervuhin D. A., Trushnikov V. E., Abramkin S. E. et al. Development of methods to improve stability of underground structures operation. International Journal of Engineering, Transactions B: Applications. 2025;38(2):472–487. https://doi.org/10.5829/ije.2025.38.02b.20
Дополнительные файлы
